在古代，巖石和礦物統稱為“石”。最早有關礦物巖石性狀的記載是中國的《山海經》和古希臘泰奧弗拉斯托斯的《石頭論》。古希臘哲學家泰勒斯的“一切都來自于水，又復歸于水”論斷，可以看作關于沉積巖思想的萌芽。
18世紀后半葉至19世紀初，德國地質學家維爾納為首的弗萊堡學派倡導水成說，認為所有巖石都是渾沌水的沉淀物。最早沉積花崗巖和片麻巖，其次為片巖、大理巖等，后期為頁巖、砂巖、礫巖等。英國自然科學家赫頓于1788年提出了火成說，認為在地下熱的影響下，形成的熔融物可經火山活動形成火山巖，或在深部結晶形成花崗質巖石。
兩派各以自己的觀點排除對方，把所有的巖石基本看成是同一成因。1830年英國自然科學家萊伊爾提出巖石的成因分類，分為水成巖類、火山巖類、深成巖類和變質巖類，深成巖類包括花崗巖和片麻巖類。從“水火之爭”到萊伊爾以多種成因觀點代替單一成因觀點的巖石分類，是巖石學孕育階段的主要標志。
現代巖石學形成于19世紀中期至20世紀50年代。在這一階段，野外地質調查和區域性地質制圖有了較大的發展，使得歷史對比法在巖石學的各個領域都得到廣泛的應用，確定了各類巖石組合與其形成地質環境的聯系，加深了對巖石成因的了解。
現代的顯微巖石學，是英國地質學家索比把偏光顯微鏡運用于砂巖、石灰巖和粘板巖的觀察而開始的。德國齊克爾在1866年《描述巖石學教科書》，對巖石的許多亞類作詳細闡述。齊克爾1873年出版的《礦物和巖石在顯微鏡下特征》和羅森布施的《巖相學主要礦物在顯微鏡下結構》，奠定了顯微巖石學的基礎。
19世紀末至20世紀早期，是巖石化學的形成時期。美國的克拉克和德國的奧桑都是這方面的創始人�？死伺c華盛頓等人合作研究從地表至十英里深處物質平均成分，發表了《火成巖平均成分》、《地殼成分》等重要著作，創造了CIPW巖石化學計算法；挪威巖石學家福格特用礦渣作材料進行高溫熔融實驗，說明硅酸鹽中的共熔關系，確定礦物的結晶順序并把它運用于天然巖石；美國巖石學家鮑溫在1928年發表《火成巖的演化》，提出了鈣堿性巖漿中礦物析出的反應系列及其原理，習稱“鮑溫反應原理”，奠定了巖漿分異作用理論基礎。在變質巖巖石學方面，挪威地球化學家戈爾德施密特和芬蘭巖石學家埃斯克拉，將物理化學中的相律運用于巖石學，創立了變質相的概念。
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