Theo những ghi chép đầu tiên về khoáng vật học, đặc biệt là về ngọc hoặc đá quý và một số loại đá bán quý, đến từ vùng văn hóa Babylonia ở những thời kỳ đầu tiên, nền văn hóa Hy Lạp–La Mã (Greco-Roman) cổ, thời cổ và trung cổ của Trung Quốc, và những ghi chép dưới tiếng Phạn từ Ấn Độ cổ và văn hóa hồi giáo.[4] Sách về môn nghiên cứu bao gồm Lịch sử tự nhiên (Naturalis Historia) của tác giả Pliny the Elder, cuốn sách không những miêu tả về nhiều loại khoáng vật khác nhau mà còn giải thích thêm về một số tính chất đặc trưng của chúng, ngoài ra còn có Kitab al Jawahir (Qyuển sách về những loại đá quý) bởi nhà nghiên cứu khoa học người Ba Tư tên Al-Biruni. Nhà chuyên môn Georgius Agricola ở Đức thời Phục Hưng đã để lại những nghiên cứu chẳng hạn như De re metallica (On Metals , 1556) và De Natura Fossilium (On the Nature of Rocks , 1546), chúng đã đưa khoa học tiếp cận đến bộ môn Khoáng vật học. Môn học khoa học về hệ thống khoáng sản và đá được phát triển ở thời Phục Hưng Châu Âu.[4] Những nghiên cứu hiện đại về khoáng vật học được thiết lập dựa trên nguyên tắc của Tính thể học (crystallography) (nguồn gốc của hình học không gian tinh thể, chỉ như thế có thể tìm lại dấu vết về những hoạt động của khoáng vật vào thế kỉ mười tám và mười chín) và dẫn đến phần nghiên cứu việc quan sát đá bằng thước đo của kính hiển vi (microscopic) với sự phát minh của kính hiển vi vào thế kỉ mười bảy.[4]Nhà khoa học người Đan Mạch là Nicholas Steno chính là người đầu tiên lĩnh hội định luật nhất quán về các góc giao thoa (ngoài ra cũng được biết đến là định luật 1 trong tinh thể học) trong tinh thể khoáng vật thạch anh vào năm 1669.[5]:4 Mãi sau này thì điều này được khái quát hóa và thiết lập qua nhiều lần thử nghiệm bởi nhà khoáng vật học Jean-Baptiste L. Romé de l'Islee vào năm 1783.[6] René Just Haüy, được biết đến như “cha đẻ của tinh thể học hiện đại”, cho thấy rằng tinh thể có chu kỳ và được thiết lập để sự định hướng về bề mặt tinh thể có thể được diễn đạt dưới các hạng mục của số hữu tỷ,sau này thì nó đã được mã hóa theo chỉ số Miller.[5]:4 Năm 1814, Jöns Jacob Berzelius giới thiệu một cách phân loại khoáng sản dựa trên những đặc tính hóa học của chúng,nó tốt hơn so với việc phân loại dựa vào cấu trúc tinh thể.[7] William Nicol đã phát triển lăng kính Nicol (Nicol prism) – đèn phân cực, năm 1827–1828 trong khoảng thời gian ông đang nghiên cứu về gỗ hóa đá; Henry Clifton Sorby cho thấy rằng có thể xác định được khoáng vật qua một vết cắt mỏng của chúng bởi tính chất quang học khi ta sử dụng kính hiển vi phân cực (Polarizing microsope).[5]:4[7]:15 James D. Dana công bố xuất bản lần đầu tiên cuốn Hệ thống khoáng vật học vào năm 1837, và những lần xuất bản sau ông có giới thiệu một cách phân loại theo hóa học của khoáng vật mà đến nay nó vẫn được xem là tiêu chuẩn.[5]:4[7]:15 Sự nhiễu xạ của tia tử ngoại được chứng minh bởi Max von Laue vào năm 1912, và nó được phát triển trở thành một công cụ cho việc phân tích cấu trúc tinh thể của khoáng vật bởi hai cha con nhà William William Henry Bragg và William Lawrence Bragg.[5]:4 Dạo gần đây, khi được thúc đẩy bởi công nghệ thử nghiệm tiên tiến (chẳng hạn như nhiễu xạ neutron) và khả năng tính toán, ta đủ khả năng mô phỏng biểu hiện của tinh thể với quy mô nguyên tử một cách cực kì chính xác. Khoa học cũng đã chia nhánh để xem xét khái quát hơn về 2 vấn đề trong lĩnh vực này, đó là hóa vô cơ và vật lý chất rắn. Dù sao vẫn giữ lại sự tập trung vào cấu trúc tinh thể thương gặp trong khoáng vật tạo đá (chẳng hạn như cấu trúc perovskit, khoáng vật sét và khoáng vật silicat). Đặc biệt là lĩnh vực nghiên cứu này đã tạo ra những bước tiến bộ trong việc am hiểu về mối quan hệ giữa cấu trúc quy mô phân tử của khoáng vật và chức năng của chúng; trong tự nhiên,sự đo lường chính xác và dự đoán về tính chất đàn hồi của khoáng vật là một ví dụ nổi bật,nó đã dẫn đến cái nhìn mới đến biểu hiện địa chấn của đá và sự không liên tục liên quan đến độ cao trong biểu đồ địa chấn của lớp phủ Trái Đất. Cuối cùng, trong phần tập trung của họ về sự liên kết giữa hiện tượng quy mô nguyên tử và tính chất vĩ mô, Khoa học khoáng sản (như mọi người ngày nay đã biết đến một cách phổ biến) có lẽ có nhiều sự trùng lặp với khoa học vật liệu hơn bất kỳ ngành học nào khác.