Geoznanstvenik provodi opsežna terenska i laboratorijska istraživanja kako bi naučio o različitim procesima i pojavama koji se događaju na Zemlji i unutar nje. On ili ona mogu se specijalizirati za mnoga različita područja geologije i geofizike. Geoznanstvenik može ispitati stijene, sedimente ili fosile s određenog područja ili proučavati geološku prirodu vulkana, ledenjaka, oceana i drugih jedinstvenih fizičkih značajki. Mnogi stručnjaci provode opsežna istraživanja prirodnih sila i procesa koji oblikuju zemlju. Geoznanstvenici mogu raditi za sveučilišta, privatne istraživačke laboratorije, naftne tvrtke, inženjerske tvrtke, vladine agencije ili neprofitne ekološke organizacije.
Geoznanstvenici koji istražuju obično provode dosta vremena na terenu, promatrajući i prikupljajući uzorke minerala i sedimenata za laboratorijske analize. Geofizičari često koriste specijaliziranu terensku opremu za predviđanje i mjerenje količine magnetizma ili seizmičke aktivnosti u nekom području. Geokemijski stručnjaci analiziraju kemijski sadržaj uzoraka stijena kako bi utvrdili prisutnost određenih elemenata ili neprirodnih zagađivača. Znanstvenici poznati kao stratigrafi proučavaju slojeve stijena kako bi odredili starost, strukturu i promjene same zemlje. Paleontolozi su specijalizirani za prikupljanje i proučavanje fosilnih ostataka, koji otkrivaju činjenice o evoluciji i zemaljskom okolišu u prošlosti.
Profesionalni geoznanstvenik mogao bi biti odgovoran za istraživanje kopna ili morskog dna kako bi se utvrdila njihova struktura i sadržaj. Inženjerski geolozi, na primjer, istražuju potencijalna gradilišta kako bi potvrdili njihovu stabilnost. Naftni geolozi pokušavaju točno odrediti lokaciju rezervi sirove nafte za buduća bušenja. Oceanografi prate oceanske plime, naslage sedimenata i širenje morskog dna kako bi saznali o njihovim uzrocima i posljedicama.
Mnogi stručnjaci rade za vladine agencije i neprofitne organizacije, promičući napore očuvanja i obrazovanja. Geoznanstvenik bi mogao istraživati učinke globalnog zagrijavanja, vremenskih uvjeta i ljudske aktivnosti na određenom području i raditi na zaštiti od daljnje štete. On ili ona mogu se aktivno uključiti u napore čišćenja, držati govore i seminare o važnosti očuvanja ili objavljivati članke i knjige na tu temu.
Da bi postala geoznanstvenik u bilo kojoj specijalnosti, osoba obično mora imati barem magisterij. Mnogi poslodavci radije zapošljavaju pojedince s doktorskim titulama u određenim podpodručjima geologije ili geofizike. Većina novih znanstvenika preuzima stipendije nakon diplomiranja, gdje stječu znanje iz prve ruke o različitim istraživačkim tehnikama radeći zajedno s iskusnim stručnjacima. Nakon razdoblja od jedne do dvije godine, znanstveniku se može dopustiti da počne provoditi neovisno istraživanje. Neke države, zemlje i poslodavci zahtijevaju od geoznanstvenika da polože ispite za licenciranje ako će se baviti inženjerskom i arhitektonskom geologijom.