早在石器時代，人類就已知道利用多種礦物如石英、蛋白石等制作工具和飾物，以后又逐漸認識了金、銀、銅、鐵等若干金屬及其礦石，從而過渡到銅器和鐵器時代。在中國成書于戰(zhàn)國至西漢初的《山海經(jīng)》，記述了多種礦物、巖石和礦石的名稱，有些名稱如雄黃、金、銀、堊、玉等沿用至今。
古希臘學者亞里士多德把同金屬相似的礦物歸為“似金屬類”，他的學生泰奧弗拉斯托斯在其《石頭論》中把礦物分成金屬、石頭和土三類。在這以后的一段時間里，特別是歐洲中世紀，中國西漢中期，在礦物方面只有個別的記述，沒有明顯進展。
到了18、19世紀，礦物的研究得到了多方面進展，逐步建立起理論基礎(chǔ)，豐富了研究內(nèi)容和研究方法，形成了一門學科。16世紀中葉阿格里科拉較詳細地描述了礦物的形態(tài)、顏色、光澤、透明度、硬度、解理、味、嗅等特征，并把礦物與巖石區(qū)別開來。
中國李時珍在成書于1578年的《本草綱目》中描述了38種藥用礦物，說明了它們的形態(tài)、性質(zhì)、鑒定特征和用途。瑞典的貝采利烏斯作了大量的礦物化學成分鑒定，采用了化學式，并據(jù)此進行了礦物分類。德國化學家米切利希提出了類質(zhì)同象與同質(zhì)多象概念，出現(xiàn)了礦物學研究的化學學派。
產(chǎn)生于這一時期的礦物學的另一學派是結(jié)晶學派。他們在幾何結(jié)晶學及晶體結(jié)構(gòu)幾何理論方面獲得了巨大的成就。此外，索比于1857年制成顯微鏡的偏光裝置，推進了礦物的鑒定和研究。這一方法至今被沿用和發(fā)展著。
1912年德國學者勞厄成功地進行了晶體對X射線衍射的實驗，從而使晶體結(jié)構(gòu)的測定成為可能，并導(dǎo)致礦物學研究從宏觀進入到微觀的新階段。大量礦物晶體結(jié)構(gòu)被揭示，建立了以成分、結(jié)構(gòu)為依據(jù)的礦物的晶體化學分類。
20世紀中期以來，固體物理、量子化學理論以及波譜、電子顯微分析等微區(qū)、微量分析技術(shù)被引入，使礦物學獲得了新進展，建立了礦物物理學。礦物原料和礦物材料得到更廣泛的開發(fā)。開展了礦物的人工合成，高溫、高壓實驗和天然成礦作用模擬。礦物學、物理化學和地質(zhì)作用的研究相結(jié)合的分支學科成因礦物學和找礦礦物學逐步形成，使礦物學在礦物資源的尋找與開發(fā)方面獲得了更廣泛的應(yīng)用。
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