Les deux termes de pétrographie et de pétrologie reflètent surtout le développement historique de la science des roches : historiquement, la première discipline est la pétrographie qui depuis la fin du XVIIIe siècle décrit ces roches (en ce qui a trait aux structures, textures, compositions, etc.) et leurs relations avec l'environnement géologique, alors que la pétrologie est une science qui se développe au XXe siècle et se démarque de la première par sa démarche phénoménologique, en expliquant les processus pétrogénétiques à l'origine des roches. Ainsi la distinction entre pétrographie et pétrologie est-elle parfois considérée comme dépassée :

«...le nouveau nom était un anglicisme, ou plutôt un américanisme, puisque le terme de « petrology » a été créé en 1902, pour qualifier la chaire attribuée à Joseph Paxon (1857-1920) par l'université de Chicago. En fait, cette différence entre description et interprétation […] est parfaitement spécieuse : tout scientifique cherche à interpréter ce qu'il a décrit, en fonction des connaissances de l'époque et des données dont il dispose. Mais, dans le cas présent, les deux noms, consacrés par l'usage, se justifient. »

- Jacques Touret, L'essor de la géologie française*. Depuis les années 1950, l'observation au microscope est complétée par des techniques d'analyse issues de la physique (microscope électronique à balayage, micro-sonde électronique ou l'analyseur en micro-fluorescence X…), de la géochimie (méthode de datation absolue des roches en géochronologie), de l'informatique (accroissement des capacités de calcul), ainsi que par les progrès de l'expérimentation (cellules à enclumes de diamant qui permettent d'atteindre de très hautes pressions et températures).

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*Jacques Touret, « De la pétrographie à la pétrologie », dans Jean Gaudant, L'essor de la géologie française, Presses des Mines, 2009 (lire en ligne [archive]), p. 172.