Rappresentazione della struttura dell'Universo secondo la teoria eliocentrica, che si affermò grazie agli studi di Copernico

L'uomo ha sempre avuto interesse per la natura e per l'origine delle rocce che costituiscono la superficie della terra. Tra gli antichi, Erodoto (485-425 a.C.) rilevò la presenza di conchiglie marine nelle regioni interne dell'Egitto e concluse che dovevano essere state depositate là dalle acque di un antico mare che si erano ritirate. Di Pitagora (VI sec. a.C.) si dice che avesse interpretato i fossili marini rinvenuti sulle montagne della Grecia come prova del livello cui un tempo era giunto il mare. Trovandosi il Mar Mediterraneo in un'area vulcanica e sismica del globo, molti furono gli autori greci e romani che rimasero affascinati dai fenomeni prodotti dai vulcani e dai terremoti. Strabone, come altri autori più recenti, considerava i vulcani come naturali valvole di sicurezza che permettono ai pericolosi vapori terrestri di fuoriuscire, e Seneca (3-65 d.C.) pensava che i terremoti fossero causati da alcuni vapori che diventavano turbolenti all'interno della Terra, che egli supponeva cavernoso. In Cina, nel 132, Chang Heng (78-139) inventò una 'banderuola per il terremoto', che costituisce il primo sismografo mai costruito. Alquanto più tardi, Avicenna, il padre delle scienze della Terra nel mondo arabo, studiò non soltanto i terremoti, ma anche molti altri fenomeni geologici.

Egli mostrò una buona conoscenza di molti processi terrestri in un momento in cui, nell'Europa occidentale, gli studiosi cristiani erano più interessati ai santi e ai serafini che non alle rocce. Alcune delle idee allora correnti nell'Europa occidentale ci appaiono oggi alquanto bizzarre. Per esempio, si riteneva che le gemme si formassero in virtù di un'energia celeste che penetrava nella Terra. Tuttavia, nonostante queste prime idee così fantasiose, fu proprio nell'Europa occidentale, che, a partire dal 1500, presero avvio le moderne scienze della Terra.