如果说“地槽—地台学说”是地质学的第一次飞跃，那么“板块学说”的提出便是地质学的第二次革命。
1915年魏格纳在《大陆与大洋的起源》一书中提出了“大陆漂移”的概念。由于受当时科技水平和认识水平的限制，大陆漂移说也未能正确说明大陆漂移的动力机制，未能提供大陆拼合的最佳方案。
大陆漂移学说在当时学术界引起很大争议，大陆漂移理论提出后不久，便被视为是一种荒唐的臆想。随着魏格纳本人在科学探险中献身于格陵兰雪原，大陆漂移说一度陷于沉寂。
1944年，霍姆斯提出“地幔对流—热对流理论”；地幔内的流体上升到大陆中央并向左右散开，大陆就从这里向两边裂开，这就是大陆漂移的动力源。
20世纪60年代初，美国地震地质学家迪茨在1961年提出了“海底扩张”的概念。接着，郝斯加以深入阐述。
郝斯认为大洋中脊是地幔对流上升的地方，地幔物质不断从这里涌出，冷却固结成新的大洋地壳，以后涌出的热流又把先前形成的大洋地壳向外推移，自中脊向两旁每年以0.5～5厘米的速度扩展，不断为大洋地壳增添新的条带。因此，洋底岩石的年龄是离中脊愈远而愈古老。
当移动的大洋地壳遇到大陆壳时，就俯冲钻入地幔之中，在俯冲地带，由于拖拽作用形成深海沟。大洋地壳被挤压弯曲超过一定限度就会发生一次断裂，产生一次地震，最后大洋地壳被挤到700公里以下，为处于高温熔融状态的地幔物质所吸收同化。向上仰冲的大陆地壳边缘，被挤压隆起成岛弧或山脉，它们一般与海沟伴生。现在太平洋周围分布的岛屿、海沟、大陆边缘山脉和火山、地震就是这样形成的。所以，大洋地壳是由大洋中脊处诞生，到海沟岛弧带消失，这样不断更新，大约2亿～3亿年就全部更新一次。
1968年，剑桥大学的麦肯齐和派克，普林斯顿大学的摩根和拉蒙特观测所的勒皮雄等人联合提出的一种新的大陆漂移说——板块构造学说，它是海底扩张学说的具体引伸。
板块构造学说将地球表面划分为若干刚性的岩石圈板块，板块之间为俯冲、碰撞带、中洋脊以及转换断层等活动带。板块构造学说认为地球表面的运动主要由板块之间的断层活动来完成，而板块边界之间的宽阔的块体变形很小，在全球尺度上可以忽略不计，也就是可以认为板块是刚性的。板块运动认为刚性的岩石圈（包括大陆与大洋的地壳）的薄板在上地幔中粘性较小的软流圈上移动。它是从大陆漂移说发展起来，而却不同于大陆漂移说。
全球被划分为欧亚板块、太平洋板块、美洲板块、非洲板块、印度洋板块和南极洲板块等6大板块；其间还有一些小板块，如可可板块、智利板块等。板块构造理论强调板块的大规模水平运动，板块可以产生、生长、消亡，而且这种变化可以定量预测。
一般说来，在板块内部，地壳相对比较稳定，而板块与板块交界处，则是地壳运动比较活跃的地带，这里火山、地震活动以及断裂、挤压褶皱、岩浆上升、地壳俯冲等频繁发生。
进入新千年后，随着新理论的出现和新方法的应用，地质科学的第三次革命是不言而喻的。板块构造的简单模式也许会被放弃，但它倡导的活动论的观点、全球构造的观点和多学科协同攻关的方法等将得到发扬光大。也正因为这样，地质学这门古老的科学永远是充满活力的年轻科学。