ธรณีวิทยาโครงสร้าง (Structural Geology) หมายถึง สาขาธรณีวิทยาแขนงหนึ่งที่ว่าด้วยลักษณะสถาปัตยกรรมและโครงสร้าง โดยการศึกษาธรณีวิทยาโครงสร้าง คือ “การศึกษาลักษณะสถาปัตยกรรมโครงสร้างของเปลือกโลก’’ เพราะการศึกษาของธรณีวิทยาโครงสร้าง หมายรวมถึงการศึกษา รูปทรงสัณฐานทางเรขาคณิต ความสมมาตร พร้อมกับความงดงาม (Elegance) ทางศิลปกรรมของโลกที่ถูกสร้างขึ้นในชั้นหิน และ/หรือในเนื้อหินชนิดต่าง ๆกระบวนการเปลี่ยนลักษณะของหินในเปลือกโลก มีการเกิดตลอดเวลา ทั้งนี้เพราะโลกมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา หรือดังคำกล่าวที่ว่า "โลกที่ไม่เคยหยุดนิ่ง (The Dynamic Earth) " โดยอาจเป็นไปอย่างช้า ๆ ไม่สามารถสังเกตได้ด้วยตาเปล่า เช่น การเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลก หรือเป็นไปอย่างรวดเร็ว เช่น การระเบิดของภูเขาไฟ การเกิดแผ่นดินไหว เป็นต้น ดังนั้นหินในเปลือกโลกจึงมีการเปลี่ยนลักษณะไปอย่างต่อเนื่องการเปลี่ยนแปลงลักษณะ (Deformation) เป็นกระบวนการหนึ่งที่มีความสำคัญต่อการศึกษาธรณีวิทยาโครงสร้าง โดยถือได้ว่าเป็นกระบวนการหนึ่งที่เป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดโครงสร้างทางธรณีวิทยา โดยการเปลี่ยนแปลงลักษณะโครงสร้างทางธรณีวิทยาเป็นผลมาจากแรงที่กระทำต่อหินนั้นมีขนาดมากกว่าความแข็งแรงของกำลังรับแรงของหินที่จะรับแรงกระทำไว้ได้ (Strength) ดังนั้นเมื่อกำลังรับแรงของหินมีน้อยกว่าแรงที่มากระทำ จึงส่งผลให้หินเกิดการเปลี่ยนลักษณะอย่างถาวร โดยโครงสร้างทางธรณีวิทยาที่เกิดจากการกระทำดังกล่าวนั้นสามารถจำแนกอย่างหลัก ๆ ได้ 8 โครงสร้าง คือ รอยแยก (Joint) รอยแตกเฉือน (Shear Fracture) รอยเลื่อน (Fault) ชั้นหินคดโค้ง (Fold) ริ้วขนาน (Foliation) แนวแตกเรียบ (Cleavage) โครงสร้างแนวเส้น (Lineation) และ เขตรอยเฉือน (Shear Zone)ในการศึกษาธรณีวิทยาโครงสร้างในหินโผล่ (Outcrop Scale) จะเริ่มพิจารณาที่ระดับที่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า (ตั้งแต่ขนาดมิลลิเมตรถึงขนาดหลาย ๆ เมตร) ซึ่งอาจพบว่ามีแนวรอยเลื่อน (Fault) แนวคดโค้ง (Fold) แนวแยก (Joint) แนวแตกเรียบ (Cleavage) หรือแนวขนาน (Foliation) ปรากฏให้เห็น จากนั้นเราอาจนำเอาตัวอย่างหิน (Rock Samples) ที่เราเก็บมานั้นมาศึกษาในมาตราส่วนที่เล็กลง (Down Scale) ด้วยกล้องจุลทรรศน์ (Microscopic Scale) หรือกล้องกำลังขยายสูงมาก (Submicroscopic Scale) ในขนาดที่เล็กมาก 10-6 เมตร (Micron) หรือเราอาจนำเอาข้อมูลหินโผล่นั้นมาศึกษาในมาตราส่วนที่ใหญ่ขึ้น (Up Scale) ซึ่งอาจจะมีขนาดเป็นเมตรหรือเป็นกิโลเมตรได้ สำหรับการศึกษาในมาตราส่วนแบบไพศาล (Regional Scale) นั้นเรามักศึกษาจากหินโผล่หลาย ๆ จุด แล้วนำมาวิเคราะห์ผลเพื่อหาความสัมพันธ์กันในมาตราส่วนแบบไพศาล แต่เนื่องจากด้วยการศึกษาหินโผล่เพียงจุดเดียวนั้นไม่สามารถบ่งบอกสภาพธรณีวิทยาภูมิภาคได้อย่างครบถ้วน ดังนั้นในการศึกษาธรณีวิทยาโครงสร้างจึงมีความจำเป็นที่จะต้องวิเคราะห์โครงสร้างในมาตราส่วนต่าง ๆ กันและวิเคราะห์ตัวอย่างหินจากหลาย ๆ พื้นที่มาประกอบกัน เพื่อเชื่อมโยงหาการเปลี่ยนแปลงลักษณะของโครงสร้างหลัก (Major Structure) ซึ่งเป็นผลให้เราสามารถเข้าใจถึงสภาพและวิวัฒนาการการเปลี่ยนแปลงลักษณะได้มากขึ้นอีกด้วย