Planeediteoloog uurib nii teiste planeetide kui ka nende satelliitide geoloogiat peale Maa. Valdkond, tuntud ka kui astrogeoloogia või eksogeoloogia, on tihedalt seotud traditsioonilise geoloogiaga, kuid keskendub sellistele teemadele nagu planeedi sisemine struktuur ning vulkaaniline ja pinnaaktiivsus. Planeediteoloog võib uurida kosmosemissioonidelt võetud proove või Maa pinnale kukkunud meteoore. Ka sondidelt saadetud fotod ja muud andmed komeetide, kuude ja planeetide kohta pakuvad huvi planetaargeoloogile. Täpsete planeetide ja kuukaartide koostamine ning järelduste tegemine elu võimalikkuse kohta teistel planeetidel on kaks paljudest planeedigeoloogide uurimiseesmärkidest.
Taevakehadel, nagu planeedid, kuud ja komeedid, on kõik teaduslikult olulised geoloogilised tunnused. Näiteks Päikesesüsteemi kõrgeim mägi asub Marsil ja Merkuuri kraatrites on külmunud jäätaskuid. Andmeid nende funktsioonide kohta kogutakse mitmel viisil, sealhulgas teleskoobi, astronautide kogutud proovide ning kosmosesondide fotode ja andmete kaudu. Nende geoloogiliste tunnuste hoolikas kaardistamine ja uurimine võib paljastada palju selle kohta, kuidas keha tekkis, kuidas selle geoloogiline koostis on võrreldes Maa omaga ja kas seal oli või võib elu olla.
Planeediteoloog kasutab geoloogia teiste valdkondade, näiteks geokeemia ja geofüüsika tehnikaid, et uurida geoloogiliste tunnuste koostist ja struktuuri ning teiste planeetide ja nende satelliitide koostist. Peamised teabeallikad on proovide ja andmete ja fotode füüsiline analüüs. See uurimus võib paljastada, miks planeet on teatud värvi, kas seal on või oli vett ja kas pinnal esineb vulkaanilist tegevust. Näiteks Marss on punane, sest planeedi pind on kaetud raudoksiidiga, mis kandub ka atmosfääri.
Planeediteoloogi oluliseks ülesandeks on planeedi või mõne selle satelliidi pinna kaardistamine. Kosmosesondid saadavad tagasi kõrglahutusega fotosid pinnast, mis paljastavad kraatrid ja muud omadused, nagu mäed ja orud, aga ka värvi ja tekstuuri. Orbitaalseid kõrge eraldusvõimega fotosid saab kombineerida 3-D modelleerimisega, et täiustada pinnapilti ja paljastada isegi väikseid detaile. Tõendid selle kohta, et Marsil kevadel ja suvel kraatri nõlvadele alla jooksnud triibud võivad aidata planeedi geoloogil teha järeldusi vedeliku, mitte ainult külmunud vee olemasolu kohta. Vedel vesi loob parema keskkonna eluks kui külmunud vesi.
Lisaks kaardistamisele võib planetaargeoloog keskenduda ka kokkupõrkekraatritele ja planeetide atmosfäärile. Löögikraater on esmane geoloogiline protsess, mis kujundab planeetide pindu ja võib moodustada palju geoloogilisi tunnuseid. Geoloog peab eristama vulkaanilisest tegevusest ja võõrkeha löögist põhjustatud kraatrite tekkimist. Planeetide atmosfäär võib paljastada palju gravitatsioonijõudude erinevuste kohta, kuid ka tuule, pakase ja sademete kaudu planeetide pindu kujundada.
Planeedeoloogi karjäär eeldab doktorikraadi omandamist selles valdkonnas. Kuna tegemist on geoloogia nišikutsega, pakuvad selles valdkonnas kõrgharidust vaid vähesed asutused. Enamik USA planetaargeolooge töötab ülikoolides, Ameerika Ühendriikide geoloogiauuringute astrogeoloogia teaduskeskuses ja riiklikus lennundus- ja kosmoseametis. Nad viivad läbi uuringuid ning loovad planeedi- ja kuukaarte, mis rõhutavad kõike alates tõenditest varasemate veekontsentratsioonide kohta kuni kraatrite ja vulkaanilise tegevuseni.