Planeettageologi tutkii muiden planeettojen kuin maan ja niiden satelliittien geologiaa. Ala, joka tunnetaan myös nimellä astrogeologia tai eksogeologia, liittyy läheisesti perinteiseen geologiaan, mutta keskittyy aiheisiin, kuten planeetan sisäiseen rakenteeseen sekä tulivuoren ja pinnan toimintaan. Planeettageologi voi tutkia näytteitä, jotka on saatu avaruustehtävistä tai meteoreista, jotka törmäävät maan pintaan. Myös koettimista lähetetyt valokuvat ja muut tiedot komeeteista, kuista ja planeetoista kiinnostavat planeetan geologia. Tarkkojen planeetta- ja kuukarttojen tuottaminen ja johtopäätökset elämän mahdollisuudesta muilla planeetoilla ovat kaksi monista planeettageologien tutkimuksen tavoitteista.
Kaikilla taivaankappaleilla, kuten planeetat, kuut ja komeetat, on tieteellisesti merkittäviä geologisia piirteitä. Esimerkiksi aurinkokunnan korkein vuori on Marsilla, ja Mercuryn kraattereissa on taskuja jäätä. Tietoja näistä ominaisuuksista kerätään monin tavoin, mukaan lukien kaukoputken kautta, astronauttien keräämiä näytteitä sekä valokuvia ja tietoja avaruusluotaimista. Näiden geologisten piirteiden huolellinen kartoittaminen ja tutkiminen voi paljastaa paljon siitä, miten ruumis muodostettiin, miten sen geologinen koostumus on verrattavissa Maan rakenteeseen ja onko siellä ollut tai voi olla elämää.
Planeettageologi käyttää muiden geologian alojen tekniikoita, kuten geokemiaa ja geofysiikkaa, tutkiakseen muiden planeettojen ja niiden satelliittien geologisten piirteiden koostumusta ja rakennetta. Näytteiden, tietojen ja valokuvien fyysinen analyysi ovat ensisijaisia tietolähteitä. Tämä tutkimus voi paljastaa, miksi planeetta on tietty väri, onko vettä tai onko sitä, ja onko pinnalla vulkaanista toimintaa. Esimerkiksi Mars on punainen, koska planeetan pinta on peitetty rautaoksidilla, joka kuljetetaan myös ilmakehään.
Planeettageologin tärkeä tehtävä on kartoittaa planeetan tai jonkin sen satelliitin pinta. Avaruusanturit lähettävät pinnasta teräväpiirtovalokuvia, jotka paljastavat kraattereita ja muita ominaisuuksia, kuten vuoria ja laaksoja sekä värin ja tekstuurin. Orbitaaliset korkean resoluution valokuvat voidaan yhdistää kolmiulotteiseen mallinnukseen, mikä parantaa pintakuvaa ja paljastaa pienetkin yksityiskohdat. Todisteet siitä, että raitoja virtaa kraatterin rinteille keväällä ja kesällä Marsilla, voivat auttaa planeettageologia tekemään johtopäätöksiä nesteen läsnäolosta vain jäädytetyn veden sijaan. Nestemäinen vesi tarjoaa paremman ympäristön elämälle kuin jäädytetty vesi.
Kartoituksen lisäksi planeettageologi voi keskittyä myös isku kraattereihin ja planeettojen ilmakehään. Iskukraatteri on ensisijainen geologinen prosessi, joka muotoilee planeettojen pintoja ja voi muodostaa monia geologisia piirteitä. Geologin on erotettava vulkaanisen toiminnan aiheuttama kraatteri ja vieraan ruumiin vaikutuksen aiheuttama kraatteri. Planeetta -ilmakehät voivat paljastaa paljon gravitaatiovoimien eroista, mutta voivat myös muokata planeetan pintoja tuulen, pakkasen ja sateen kautta.
Ura planeettageologina edellyttää tohtorin tutkintoa aiheesta. Koska tämä on geologian erikoisala, vain pieni osa laitoksista tarjoaa korkeakoulututkintoja tällä alalla. Suurin osa Yhdysvaltojen planeettojen geologeista työskentelee yliopistoissa, Yhdysvaltain geologian tutkimuskeskuksen astrogeologian tiedekeskuksessa ja National Aeronautics and Space Administrationissa. He tekevät tutkimusta ja luovat planeetta- ja kuukarttoja, jotka korostavat kaikkea todisteita menneisyyden vesipitoisuuksista, kraattereihin ja tulivuoren toimintaan.