区域地质学是地质学的一个综合性分支学科。其主要任务是在区域地层、岩石、构造、地球物理、地球化学研究基础上，运用地质学的理论和方法，研究和阐明指定地区的地质构造及其演化的总体特征，探讨各种地质作用之间的内在联系，为矿产资源勘查、成矿规律分析、地质环境评价及有关经济建设提供综合性基础地质资料。
区域地质学的研究可以按构造域、地台区、褶皱系等不同级别的构造单元来进行；也可以按山系、平原、高原、盆地等地理单元或图幅来进行；还可以按洲、国家、省(州)等行政区划为单位来进行。
区域地质学是伴随着区域地质调查从西北欧发展起来的。早期主要是研究基岩裸露的山区，如苏格兰高地、阿尔卑斯山、阿巴拉契亚山等，随着地球物理学的发展，逐渐由山区扩展到平原、海洋和极地地区。
在中国，区域地质学的发展是从晚清时期开始的，主要进行了个别路线地质调查和局部地区地质研究。美国人庞佩利于1862～1865年在华北进行了地质调查；德国人李希霍芬于19世纪60、70年代两次来中国进行地质考察，著《中国》一书，并附地质图。1903年周树人(鲁迅)著《中国地质略论》，1910年邝荣光出版《直隶省地质图》，同年章鸿钊撰写《中国杭州府邻区地质》等。并在矿产资源调查和地质填图基础上，出版了一系列区域地质专著和地质图件，为中国区域地质研究奠定了基础。
区域地质学研究内容几乎涉及地质学的各个分支学科，比如在区域地层学、历史地质学方面，主要研究不同地史阶段各地区地层系列，沉积岩系建造性质，地层界面性质及古地理变化，重塑地史时期自然地理环境变迁，恢复沉积史；在区域岩石学方面，主要研究区域火成岩、变质岩的类型及分布特征，岩浆活动、变质作用的过程、性质及其与构造运动的关系；在区域构造方面，研究构造方向、形态、类型及其组合特点，力学边界条件、构造运动过程时期和性质，大陆壳的形成过程及深部构造特征，划分构造单元，研究各种构造成因机制；在区域成矿规律方面，主要研究各种矿产分布特点及成矿地质背景，即矿产形成与区域地层、岩石、构造及各种地质作用的时空联系。
各种比例尺的地质调查、各项地质专题研究和综合地质编图，是区域地质学研究的基础和基本途径，其基本方法是野外地质观测研究和实验研究及综合分析。
区域地质学通过剖面和地质路线观察研究，搜集地层、岩石、构造地貌等基本资料，研究各种地质遗迹、地质作用及其相互关系，采集各项标本、样品。
另外除应用地面地球物理勘探研究、圈定地质界线，研究构造和确定地质体产状外，主要还通过航磁、地震、重力、遥感等探测资料的解译，固定各类地质界线，分析区域构造及深部构造特征；应用古地磁方法研究地史时期各陆块会聚、离散过程；应用区域震源机制分析研究现代应力场及活动构造特点；应用同位素测年方法鉴别地层、岩浆岩、变质作用及构造运动的时代和期序。
由于区域地质学主要研究一个地区地质构造的总体特征及其发展演化规律，因此与地层学、古生物学、岩石学、构造地质学的关系密切，这些学科研究的深度和广度往往制约着区域地质学的研究水平。
地壳构造和地壳运动既是构造地质学研究的核心内容，又是区域地质学研究的重要课题。一个区域地质特征及其演化历史的研究成果，常被视为构造地质学研论为指导。因此，区域地质学与构造地质学的关系尤为密切。许多地区，特别是平原、沙漠、海洋等基岩隐伏地区的区域地质研究以及深部地质构造的研究，常常需要借助于地球物理学与地球化学。
对于现代区域地质学来说，地质与地球物理、地球化学的研究相结合，是十分必要的。地质数据的统计分析，地质过程的模拟，地质制图自动化等，都需要应用计算机科学和数理统计学的理论和方法。