Planetarni geolog proučava geologiju drugih planeta osim Zemlje, kao i njihovih satelita. Područje, također poznato kao astrogeologija ili egzogeologija, usko je povezano s tradicionalnom geologijom, ali se usredotočuje na teme poput unutarnje strukture planeta te vulkanske i površinske aktivnosti. Planetarni geolog može pregledati uzorke izvađene iz svemirskih misija ili meteora koji se sruše na Zemljinu površinu. Fotografije i drugi podaci o kometima, mjesecima i planetima poslani sa sondi također su od interesa za planetarnog geologa. Izrada točnih planetarnih i lunarnih karata i donošenje zaključaka o mogućnosti života na drugim planetima dva su od mnogih ciljeva istraživanja planetarnih geologa.
Nebeska tijela poput planeta, mjeseca i kometa imaju geološke značajke koje su znanstveno značajne. Na primjer, najviša planina u Sunčevom sustavu je na Marsu, a u kraterima na Merkuru postoje džepovi smrznutog leda. Podaci o tim značajkama prikupljaju se na mnogo načina, uključujući putem teleskopa, uzoraka koje su prikupili astronauti, te fotografija i podataka iz svemirskih sondi. Pažljivo mapiranje i istraživanje ovih geoloških značajki može otkriti mnogo o tome kako je tijelo nastalo, kakav je njegov geološki sastav u usporedbi sa Zemljinim i je li ondje postojao ili može postojati život.
Planetarni geolog koristi tehnike iz drugih područja unutar geologije, poput geokemije i geofizike, za proučavanje sastava i strukture geoloških značajki i sastava drugih planeta i njihovih satelita. Fizikalna analiza uzoraka i podataka i fotografija primarni su izvori informacija. Ovo istraživanje može otkriti zašto je planet određene boje, postoji li ili je bila voda te postoji li vulkanska aktivnost na površini. Na primjer, Mars je crven jer je površina planeta prekrivena željeznim oksidom koji se također prenosi u atmosferu.
Važan zadatak planetarnog geologa je mapiranje površine planeta ili jednog od njegovih satelita. Svemirske sonde šalju fotografije površine visoke razlučivosti koje otkrivaju kratere i druge značajke poput planina i dolina, kao i boju i teksturu. Orbitalne fotografije visoke razlučivosti mogu se kombinirati s 3-D modeliranjem kako bi se poboljšala slika površine i otkrili čak i najsitniji detalji. Dokazi o prugama koje se spuštaju u obronke kratera tijekom proljeća i ljeta na Marsu mogu pomoći planetarnom geologu da napravi zaključke o prisutnosti tekuće, a ne samo smrznute vode. Tekuća voda pruža bolje okruženje za život od vode u smrznutom stanju.
Osim kartiranja, planetarni geolog se također može usredotočiti na udarne kratere i planetarne atmosfere. Udarni krater je primarni geološki proces koji oblikuje planetarne površine i može oblikovati mnoge geološke značajke. Geolog mora razlikovati kratere uzrokovane vulkanskom aktivnošću i kratere uzrokovane udarom stranog tijela. Planetarne atmosfere mogu otkriti mnogo o razlikama u gravitacijskim silama, ali i oblikovati površine planeta putem vjetra, mraza i oborina.
Karijera planetarnog geologa zahtijeva doktorat u ovoj temi. Kako se radi o nišnoj profesiji unutar geologije, samo mali broj institucija nudi napredne diplome u ovom području. Većina planetarnih geologa u Sjedinjenim Državama zaposlena je na sveučilištima, Znanstvenom centru za astrogeologiju Geološkog istraživanja Sjedinjenih Država i Nacionalnoj upravi za aeronautiku i svemir. Oni provode istraživanja i stvaraju planetarne i lunarne karte koje naglašavaju sve, od dokaza o prošlim koncentracijama vode do udarnih kratera i vulkanske aktivnosti.