Ein Planetengeologe untersucht die Geologie anderer Planeten als der Erde sowie ihrer Satelliten. Das Feld, auch Astrogeologie oder Exogeologie genannt, ist eng mit der traditionellen Geologie verwandt, konzentriert sich jedoch auf Themen wie die innere Struktur eines Planeten sowie vulkanische und Oberflächenaktivität. Ein planetarischer Geologe kann Proben untersuchen, die von Weltraummissionen oder Meteoren, die auf die Erdoberfläche stürzen, gewonnen wurden. Auch Fotos und andere Daten über Kometen, Monde und Planeten, die von Sonden gesendet werden, sind für den Planetengeologen von Interesse. Genaue Planeten- und Mondkarten zu erstellen und Rückschlüsse auf die Möglichkeit von Leben auf anderen Planeten zu ziehen, sind zwei von vielen Forschungszielen der planetaren Geologen.
Himmelskörper wie Planeten, Monde und Kometen haben alle geologische Merkmale, die wissenschaftlich bedeutsam sind. Zum Beispiel befindet sich der höchste Berg des Sonnensystems auf dem Mars, und in Kratern auf Merkur gibt es Taschen aus gefrorenem Eis. Daten über diese Merkmale werden auf vielfältige Weise gesammelt, unter anderem über Teleskope, von Astronauten gesammelte Proben sowie Fotos und Daten von Raumsonden. Eine sorgfältige Kartierung und Untersuchung dieser geologischen Merkmale kann viel darüber aufdecken, wie ein Körper gebildet wurde, wie sich seine geologische Zusammensetzung mit der der Erde vergleicht und ob es dort Leben gab oder geben kann.
Ein planetarischer Geologe verwendet Techniken aus anderen Bereichen der Geologie, wie Geochemie und Geophysik, um die Zusammensetzung und Struktur der geologischen Merkmale und die Zusammensetzung anderer Planeten und ihrer Satelliten zu untersuchen. Physische Analysen von Proben, Daten und Fotografien sind die primären Informationsquellen. Diese Forschung kann aufdecken, warum ein Planet eine bestimmte Farbe hat, ob es Wasser gibt oder gab, und ob es vulkanische Aktivität auf der Oberfläche gibt. Der Mars ist zum Beispiel rot, weil die Oberfläche des Planeten mit Eisenoxid bedeckt ist, das auch in die Atmosphäre gelangt.
Eine wichtige Aufgabe für einen Planetengeologen besteht darin, die Oberfläche eines Planeten oder eines seiner Satelliten zu kartieren. Raumsonden senden hochauflösende Fotos der Oberfläche zurück, die Krater und andere Merkmale wie Berge und Täler sowie Farbe und Textur zeigen. Orbitale hochauflösende Fotos können mit 3D-Modellierung kombiniert werden, um das Oberflächenbild zu verbessern und sogar kleinste Details zu zeigen. Der Nachweis von Streifen, die im Frühjahr und Sommer auf dem Mars in die Abhänge eines Kraters verlaufen, können einem planetarischen Geologen helfen, Rückschlüsse auf das Vorhandensein von Flüssigkeit und nicht nur von gefrorenem Wasser zu ziehen. Flüssiges Wasser bietet eine bessere Umgebung für das Leben als Wasser in gefrorenem Zustand.
Neben der Kartierung kann sich ein planetarischer Geologe auch auf Einschlagkrater und planetarische Atmosphären konzentrieren. Einschlagkraterbildung ist ein primärer geologischer Prozess, der planetare Oberflächen formt und viele geologische Merkmale bilden kann. Ein Geologe muss zwischen Kraterbildung durch vulkanische Aktivität und solchen durch den Aufprall eines Fremdkörpers unterscheiden. Planetenatmosphären können viel über Unterschiede in den Gravitationskräften verraten, aber auch Planetenoberflächen durch Wind, Frost und Niederschlag formen.
Eine Karriere als Planetengeologe erfordert eine Promotion in diesem Fach. Da es sich um einen Nischenberuf innerhalb der Geologie handelt, bieten nur wenige Institutionen weiterführende Abschlüsse in diesem Bereich an. Die meisten Planetengeologen in den Vereinigten Staaten sind an Universitäten, dem United States Geology Survey Astrogeology Science Center und der National Aeronautics and Space Administration beschäftigt. Sie führen Forschungen durch und erstellen Planeten- und Mondkarten, die alles von Beweisen für vergangene Wasserkonzentrationen bis hin zu Einschlagskratern und vulkanischer Aktivität hervorheben.