زمین شناسی نقش مهمی در مطالعات مخازن دارد و از آنالیز رخساره های رسوبی شروع و تا ساختن مدل استاتیکی مخزن پیش می رود. مطالعات ژئوفیزیکی، پتروفیزیکی و رسوبشناسی سه حوضه اصلی در این مطالعات زمین شناسی است. به زبان ساده، طی مطالعات ژئوفیزیکی شکل و هندسه ساختمان مخزن تعیین می گردد و گسلهای موثر با توزیع شکستگی موجود بررسی می شود. ارزیابی های پتروفیزیکی به منظور دستیابی به پارامترهایی چون حجم شیل، تخلخل، آب اشباع شدگی و ماهیت سیالات مخزنی انجام می شود. در مطالعات رسوبشناسی بر مبنای داده های مغزه و خرده های حفاری آنالیزهای رخساره ای صورت می گیرد. تعیین گونه های سنگی و زون بندی مخزنی یکی از مهمترین بخشهایی است که با تلفیق مطالعات پتروگرافی و پتروفیزیکی انجام می شود. در نهایت همه ویژگی های دیگر مخزنی هر گونه سنگی بر اساس داده های ژئوفیزیکی در کل مخزن توزیع می شود و مدل های استاتیک ساخته می شود.