在高温高压下的物理和化学性质来理解行星内部构成和演化的学科。它的主要研究对象是地球和太阳系内的其他类地行星。从矿物物理学中推测出的地球深部的物理化学特性，可以用来和地震波、重力异常、地磁场和电磁场等地球表面的观测数据比较，从而研究板块构造、地幔对流、地球发电机等相关现象和理论。矿物物理学中常见的实验工具包括大腔体多面砧压机和金刚石压砧，后者可以将微米大小的实验样品加热加压到数千开尔文和数百吉帕，接近地球中心的温度与压强。