علم الجيولوجيا الباطنية هو فرع من علم الجيولوجيا يهتم بدراسة ما يحدث داخل الأرض. يشمل هذا دراسة التركيب الداخلي للأرض، والعمليات الجيولوجية التي تحدث داخل الأرض، والظواهر الجيولوجية التي تحدث على سطح الأرض والتي تنتج عن هذه العمليات.
يتكون الغلاف الصخري للأرض من ثلاثة أجزاء: القشرة، والوشاح، واللب. تتكون القشرة من الصخور الصلبة، بينما يتكون الوشاح من الصخور المنصهرة، ويتكون اللب من الصخور المنصهرة شديدة الحرارة.
تتحرك الصفائح التكتونية التي تتكون منها القشرة على سطح الأرض فوق الوشاح. تتحرك هذه الصفائح ببطء، لكن يمكن أن تتحرك بسرعات تصل إلى عدة سنتيمترات في السنة. تتسبب حركة الصفائح التكتونية في حدوث الزلازل والبراكين والأحداث الجيولوجية الأخرى.
يدرس علم الجيولوجيا الباطنية أيضًا العمليات الجيولوجية التي تحدث داخل الأرض، مثل حركة الصفائح التكتونية، والتكوين البركاني، والتكوين المعدني.
يساعد علم الجيولوجيا الباطنية على فهم تاريخ الأرض وتطورها، كما يساعد على فهم الظواهر الجيولوجية التي تحدث على سطح الأرض. يُستخدم علم الجيولوجيا الباطنية أيضًا في العديد من المجالات، مثل التنقيب عن الموارد الطبيعية، وهندسة البترول، وهندسة الزلزال.