thumb|Geologisk kort over Grønland. thumb|Udsnit af fire forskellige geologiske kort over et område nær Færingehavn i Vestgrønland. Området består af arkæisk grundfjeld, med gnejs (gul og brun), granit (lyserød), amfibolit (grøn) og gabbro-anorthosit (mørkbrun). Kortene viser hvordan informationsmængden afhænger af målestoksforholdet: A. 1:2.500.000, B. 1:500.000, C. 1:100.000, D. 1:20.000. Grønland er verdens største ø, og den er for 80 procents vedkommende dækket af indlandsis. De ca. 410.000 km2 isfrit land, svarende til Sveriges landareal, ligger som en op til 250 km bred bræmme langs kysten, og det er altovervejende herfra man kender til Grønlands geologi.
Den isfrie bræmme udgøres for det meste af et skjold af prækambrisk grundfjeld bestående af krystalline bjergarter, som i Isua-området nær Nuuk i Vestgrønland hører blandt verdens ældste bjergarter. Der er tale om et komplekst sammensat grundfjeld med foldede gnejs-bjergarter, der udgør rodzonerne af en række gamle sammensvejsede bjergkædedannelser. I den yngre, proterozoiske del af Prækambrium fungerede grundfjeldsskjoldet som en stabil blok, hvorpå sedimenter ad flere omgange blev aflejret, og visse steder deformeret og udsat for metamorfose.
I Nord- og Østgrønland fortsatte aflejringen af sedimenter ind i Palæozoikum, og nogle af sedimenterne blev, sammen med det underliggende grundfjeld, udsat for tektoniske bevægelser, bjergkædedannelse og metamorfose i den mellemste del af Palæozoikum. Herved dannedes det kaledoniske foldebælte i Østgrønland og det ellesmeriske foldebælte i Nordgrønland. I Nordgrønland er disse deformerede bjergarter dækket af sen-palæozoiske og yngre sedimenter, mens de i Østgrønland tillige er dækket af mesozoiske marine aflejringer. Langs den grønlandske vestkyst anlagdes i Mesozoikum et stort sedimentbassin, hvis aflejringer fra Kridt og Palæogen kan ses på land.
I forbindelse med den pladetektoniske opsprækning og åbningen af Nordatlanten i Palæogen blev både det sydvestlige og sydøstlige Grønland udsat for omfattende vulkansk aktivitet, som førte til dannelse af basalt-lavaer.
Kontinentalsoklen omkring Grønland er på sin vis en fortsættelse af landområderne. Her er et krystallinsk underlag af grundfjeld dækket af yngre sedimenter og basalter. På dybere vand afløses kontinentets aflejringer af oceanbundsbjergarter, der består af vulkansk materiale dannet i forbindelse med havbundsspredningen.
I Kvartærtiden blev Grønland dækket af sit enorme skjold af indlandsis, som har medført en isostatisk nedpresning af de centrale dele af landet, så disse i dag ligger under havniveau.
Den righoldige geologi i Grønlands enorme isfrie landområder har afdækket en række vigtige mineralforekomster, af bl.a. kul, bly, zink og kryolit, som tidligere er blevet udnyttet kommercielt. De fleste forekomster er dog svært tilgængelige, og minedrift dermed oftest urentabel, men de senere år har der gentagne gange været gjort forsøg på indvinding af bl.a. guld, platin, uran mm. For tiden er der ingen minedrift i Grønland, efter at guldminen i Nalunaq lukkede i 2013.Guldfeberen ebber ud: Grønlands eneste mine bliver lukket, artikel af Adam Hannestad på politiken.dk 30. august 2013
I havet ud for både Vest- og Østgrønland er der potentiale for indvinding af olie og gas, og flere selskaber arbejder aktivt med at undersøge mulighederne for en produktion.
Udforskningens historie Den første geologiske undersøgelse i Grønland foretoges under Napoleonskrigene, hvor den Kongelige grønlandske Handel udsendte den tyske mineralog Karl Ludwig Giesecke (1761-1833) med henblik på at finde nyttige mineraler. Krigen forlængede Gieseckes ophold fra de planlagte to et halvt til syv et halvt år, og i denne tid nåede han at indsamle et meget stort mineralmateriale, herunder flere indtil da ukendte mineraler fra Gardar-provinsen, bl.a. eudialyt. Gieseckes samling, hvoraf en hel skibsladning i 1807 blev konfiskeret af englænderne, men senere opsporet igen, kom til at udgøre en vigtig del af ikke blot den danske mineralsamling i det senere Geologisk Museum, men også hos universiteterne i Wien og Göttingen.Lotte Melchior Larsen og Henning Sørensen (2010): Grønlands geologi som kilde til inspiration og ny forståelse af det geologiske verdensbillede, bidrag s. 104-119 i: Marita Akhøj Nielsen (red.): Det fremmede som historisk drivkraft – Danmark efter 1742 – Et festskrift til Hendes Majestæt Dronning Margrethe II ved 70-års-fødselsdagen den 16. april 2010. Det Kongelige Danske Videnskabernes Selskab, 263 sider,
I årene 1848-51 beskrev den holstenske geograf og geolog Hinrich Rink indlandsisen i et stort område i Vestgrønland. Hans arbejde, hvor han lancerede ordet ’indlandsis’, skulle i de følgende årtier få afgørende betydning for udbredelsen af isteorien, forestillingen om, at Nordeuropa tidligere havde været dækket af gletsjere.
Op gennem 1800-tallet fik man kendskab til grønlandske forekomster af kul, som lejlighedsvist blev udvundet, på østkysten især af nordmænd, som brugte kullene på deres hvalfangerskibe. Ved Ivittuut i det sydvestlige Grønland udvandt man fra midten af 1800-tallet og frem til 1987 det økonomisk vigtige mineral kryolit, som bl.a. anvendes ved fremstilling af aluminium. Kryolitforekomsten viste sig at være del af den specielle Gardar-intrusion i området nord for Qaqortoq (Julianehåb), som i begyndelsen af 1900-tallet undersøgtes af N.V. Ussing.N.V. Ussing (1912): Geology of the country around Julianehaab, Greenland. Meddelelser om Grønland, bd. 38, s. 1-376 Det var C.E. Wegmann, som i 1930-erne i forbindelse med fortsatte undersøgelser af området indførte betegnelserne Gardar (opkaldt efter nordboernes bispesæde) og Ketiliderne (opkaldt efter den gamle nordbobetegnelse Ketils Fjord, nu Tasermiut Fjord).C.E. Wegmann (1938): Geological investigations in southern Greenland - 1. On the structural divisions of southern Greenland. Meddelelser om Grønland, bd. 113(2), 148 sider
En systematisk geologisk kortlægning af Grønland blev påbegyndt under Første Verdenskrig, da den danske geolog Lauge Koch deltog i Knud Rasmussens 2. Thule-ekspedition til Nordgrønland. Koch fortsatte helt til 1958 med at gennemføre kortlægningsekspeditioner til Nord- og Østgrønland, bl.a. den stort anlagte, statsstøttede Treårsekspedition til Østgrønland 1931-1934, som foregik samtidig med Konflikten om Østgrønland mellem Danmark og Norge. Koch sammenstillede en første samlet oversigt over Nordgrønlands geologi, og han udarbejdede en række geologiske kort over området mellem 70° N og 82° N, dvs. mellem Scoresbysund i syd og Kronprins Christian Land i nord. Koch udgav i 1935 et stort værk om Grønlands geologi.Lauge Koch (1935): Geologie von Grönland. Gebrüder Bornträger, Berlin, 159 sider Han var dog i mellemtiden, delvist pga. sin kantede personlighed, raget uklar med den etablerede del af dansk geologisk forskning, og da bogen blev mødt med hård kritik,Bemærkninger til Lauge Koch: Geologie von Grönland, 1935. Medd. DGF, Bd. 8, Hf. 5, s. 483-496 anlagde Koch en injuriesag, som dog kun delvist gav ham medhold. Retssagen, som fik en del presseomtale, førte til et brud mellem Koch og danske geologer fra Københavns Universitet og Mineralogisk Museum. Koch fortsatte gennem de næste mange år sit arbejde i Østgrønland, men stort set udelukkende med assistance fra udenlandske geologer, hovedsageligt fra Schweiz, Storbritannien og Sverige.
Efter Anden Verdenskrig oprettedes den danske statsinstitution Grønlands geologiske Undersøgelse, som lige siden har arbejdet med en systematisk geologisk kortlægning af Grønland. De første år arbejdede man på vestkysten samtidig med, at Koch arbejdede videre på østkysten, men fra 1965 blev også Nordgrønland og fra 1967 Østgrønland omfattet af kortlægningsarbejdet. I begyndelsen af 2000-erne afsluttede man en oversigtskortlægning i målestok 1:500.000 af hele det grønlandske landområde,N. Henriksen, A.K. Higgins, F. Kalsbeek og T.C.R. Pulvertaft (2000): Greenland from Archaean to Quaternary. Descriptive text to the Geological map of Greenland, 1:2.500.000, Geology of Greenland Survey Bulletin 185, 93 sider, GEUS mens detailkortlægningen i 1:100.000 stadig kun omfatter godt en femtedel af området.
I 1952 opdagede den danske geofysiker og klimatolog Willi Dansgaard, at man ved at måle forholdet mellem iltisotoperne 16O og 18O i ismolekyler fra indlandsisen kunne bestemme temperaturen af den sne som i sin tid faldt.– Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet Ud fra iskerneboringer gennem indlandsisen har det været muligt at opstille en detaljeret temperaturkurve for Grønland gennem de seneste 250.000 år.
Geologisk tidsskala På denne tidsskala viser øverste linje hele jordens historie (4,6 mia. år), midterste linje Phanerozoikum (de seneste 542 mio. år) og nederste linje Kænozoikum (de seneste 65 mio. år). De eneste perioder hvorfra der ikke findes spor efter geologiske begivenheder i Grønland er Hadal, Palæo-Arkæikum og de ældre dele af Palæo-Proterozoikum og Meso-Proterozoikum. På nederste linje længst til højre står Kv for Kvartær og Pl for Pleistocæn, mens stregen over 0-et markerer grænsen til Holocæn.
Det prækambriske skjold thumb|Fasediagram over de forskellige metamorfosegrader, som funktion af tryk og temperatur. Hovedparten af Grønland består af et komplekst sammensat prækambrisk grundfjeldsskjold med gnejser, granitter og metamorfe skifre. Disse magmatiske og metamorfe bjergarter er dannet 10-40 km nede i jordskorpen ved 400-700 °C, men er senere hævet op til jordoverfladen. Grundfjeldsskjoldet er gradvis opbygget gennem en række bjergkædedannelser,Grønlands geologi, artikel i DenStoreDanske og skjoldet kan derfor inddeles i fire store strukturelle provinser: En gammel blok af arkæisk grundfjeld tværs henover Sydgrønland flankeres mod nord af den sen-arkæiske og tidlig proterozoiske nagssugtoqidiske provins og mod syd af den ketilidiske provins. Nord for den nagssugtoqidiske provins følger den herfra meget afvigende tidlig-proterozoiske rinkiske provins. I midten af Proterozoikum blev der i den lille Gardar-provins ved Narsaq i Sydgrønland aflejret sedimenter og dannet intrusioner af vulkanske bjergarter.Escher og Watt (1976), s. 11-16 I de sidste ca. 1,75 mia. år har grundfjeldsskjoldet været stabilt og er kun blevet påvirket af yngre dannelser og jordskorpebevægelser i sine randområder. Arkæiske blok Dette kompleks, der strækker sig fra Søndre Strømfjord til Ivittuut på vestkysten og mellem Ikeq og Kangeq på østkysten, er forblevet upåvirket af store metamorfe, tektoniske eller magmatiske begivenheder i de sidste 2,5 mia. år. Lignende komplekser findes i det nordvestlige Skotland og Labrador i Canada. Den arkæiske blok i Grønland er den største og bedst eksponerede del af det nordatlantiske arkæiske skjold. Forekomsten af isolerede rester af lignende arkæiske bjergarter inden for de yngre provinser mod nord og syd tyder på, at den arkæiske blok oprindeligt har været meget større, men at store dele af blokken er omdannet i forbindelse med yngre tektoniske og metamorfe begivenheder.
Størstedelen af den arkæiske blok består af gnejser rige på kvarts og feldspat. Gnejserne er hovedsageligt dannet ud fra ældre magmatiske bjergarter, samt ud fra mindre mængder vulkanske og sedimentære bjergarter, og de viser ofte imponerende strukturer, bl.a. anorthosit-komplekset ved Fiskenæsset, en oprindeligt vandretliggende lagdelt intrusion som er foldet ad tre gange. Mineralsammensætningen svarer oftest til amfibolit- eller granulit-facies, dvs. mellem- til høj-metamorfe omdannelsesgrader. Gnejsernes udbredte lagdeling skyldes formentlig dels magmaintrusioner og dels sammenfoldning af forskellige slags udgangsbjergarter.