La aplicación de técnicas físicas y químicas a la Geología contribuye de forma importante a su avance en el siglo XX.

• Victor Moritz Goldschmidt (Suiza; 1888 - 1947) usa las propiedades de los elementos químicos para predecir su aparición en un determinado mineral, por lo que es considerado el precursor de la Geoquímica.

• Beno Gutenberg (Alemania; 1889 - 1960) usa el estudio de las ondas sísmicas para determinar el estado del interior de la Tierra (manto sólido sobre núcleo líquido), por lo que es considerado el precursor de la Geofísica.

La idea básica para explicar la dinámica del planeta Tierra y que dará lugar al desarrollo de la Geología contemporánea aparece en 1915.

• Alfred Lothar Wegener (Alemania; 1880 - 1930) formula la teoría de la deriva continental, según la cual los continentes se han movido sobre el manto hacia sus actuales posiciones desde una masa única inicial ("Pangea" = "todo tierra") rodeada por un océano continuo ("Panthalassa" = "todo mar"), que se fractura y divide. Los medios tecnológicos de la época no permiten confirmar esta teoría.

• John Tuzo Wilson (Canada; 1908 - 1993) incorpora la deriva continental a su teoría de la tectónica de placas, que considera la existencia de grandes placas rígidas en movimiento, con crecimiento por unos bordes y destrucción por otros, fenómeno en el que la energía tiene un papel impulsor. Esta teoría se apoya en el fenómeno de expansión del fondo marino, comprobado por medidas de gran exactitud, por lo que este modelo de la dinámica terrestre ha sido aceptado como el más real.