Петроло́гия (от греч. petros — камень и logos — слово, учение; также петрография), наука о горных породах, их минералогическом и химическом составе, структуре и текстуре, условиях залегания, закономерностях распространения, происхождении и измельчении в земной коре и на поверхности Земли. Некоторые исследователи к петрографии относят только описание горных пород, а к петрологии генетическую часть.
Петрология тесно связана с минералогией, геохимией, вулканологией, тектоникой, стратиграфией и учением о полезных ископаемых. Различают петрологию магматическую, метаморфическую и петрологию осадочных горных пород (или литологию). По характеру изучаемых свойств и применяемым методам выделяют следущие разделы петрологии: петрохимию, петрофизику, петротектонику, физико-химическую и экспериментальную петрографию, техническую петрографию и др.