Petrologiassa käytetään mineralogiaa, mikroskooppista petrografiaaa ja kemiallisia analyysejä kiven koostumuksen ja tekstuurin selvittämisessä. Nykyisin petrologiassa käytetään geokemia ja geofysiikkaa geokemiallisten trendien ja syklien tutkimisessa. Myös termodynamiikka auttaa kivien alkuperän ymmärtämisessä.