Petrologiak erabiltzen dituen ikerketa metodoak eta teknikak harrien tasun desberdinak ezagutzera bideratzen dira. Aztertzen dituen tasun batzuk hauek dira: gogortasuna, solidotasuna, kolorea, disolbagarritasuna, irazkortasuna, tasun elektrikoak, optikoak eta magnetikoak, osaera kimikoa eta abar. Azterketa hauek egiteko mikroskopio polarizatzailea, mikroskopio elektronikoa, isla mikroskopioa, X izpiak, difraktometroa, kimika analisia (kualitatiboa eta kuantitatiboa) eta espektrografoa erabiltzen ditu, besteak beste. Azterketa hauen bidez harriak nola eratu ziren jakitera irits daiteke sarritan.
Bi adarretan zatitzen da petrologia: petrografia eta petrogenesia. Petrografiak arroka kristalinoen ezaugarriak argi polarizatuaren bitartez ikertzen ditu, eta petrogenesiak arroken sorrera.
