Zależność pomiędzy zdrowiem ludzkim a budującymi Ziemię skałami i minerałami znana była od wieków. Starożytne teksty chińskie, egipskie, greckie i arabskie często powołują się na ich terapeutyczne, chorobotwórcze lub toksykologiczne właściwości. W XV w. Paracelsus sformułował podstawowe prawo toksykologii "Dosis facit venenum" (dawka czyni truciznę).

Badaniem powyższych zależności zajmują się nauki o Ziemi przy współpracy z medykami, patologami, toksykologami, weterynarzami, epidemiologami. Ich wieloaspektowe badania przy użyciu różnorodnych metod i technik pozwalają poznać źródła i przyczyny chorób, drogi rozprzestrzeniania szkodliwych i toksycznych pierwiastków, a także ocenić skutki ich nadmiaru lub niedoboru w organizmach oraz podać sposoby usuwania lub uzupełniania.

Niektóre pierwiastki pospolicie występujące w środowisku (np. węgiel, wapń, wodór, potas, magnez, azot, sód, tlen, fosfor i siarka) odgrywają istotną rolę w procesach metabolicznych organizmów żywych (biopierwiastki). Jednocześnie wiele ich związków występując w nadmiernych koncentracjach może wywoływać choroby, a nawet śmierć. To czy dana koncentracja związku jest toksyczna zależy od wielu czynników fizykochemicznych i biologicznych, a zwłaszcza od złożonych interakcji geochemicznych zachodzących między skałami - glebami - wodami - atmosferą a organizmami. Zachwianie tej delikatnej równowagi geochemicznej w środowisku spowodowane jest najczęściej czynnikami antropogenicznymi m.in. działalnością gospodarczą człowieka, rzadziej procesami naturalnymi np. erupcjami i ekshalacjami wulkanów.

Działalność gospodarcza to m.in. przemysł górniczy i przeróbka kopalin, które sprzyjają powstaniu potencjalnych źródeł zanieczyszczeń wokół wyrobisk i składowisk różnego typu odpadów. Wyrobiska uruchamiają różne procesy geologiczne np. wietrzenie kopalin i skał towarzyszących, ługowanie ze zwietrzeliny wiele pierwiastków (w tym geotoksyn np. ołowiu, kadmu, kobaltu, manganu, niklu, arsenu, rtęci, pierwiastków radioaktywnych) przez krążące wody kopalniane, które zasilając cieki powierzchniowe, zanieczyszczają je. Podobne procesy zachodzą także na składowiskach odpadów, ale tam oprócz ługowania i zanieczyszczenia wód powierzchniowych odciekami, zachodzą także procesy infiltracji zanieczyszczeń do wód podziemnych i ich skażenie oraz pylenie i zanieczyszczenie atmosfery. Zjawiska te mogą mieć charakter lokalny lub regionalny, w zależności od skali prowadzonej działalności oraz stosowanych działań zapobiegawczych.

Nauki o Ziemi wraz z partnerami z innych dziedzin zajmują się także wykorzystaniem pewnych składników lub właściwości naturalnych zasobów mineralnych Ziemi w profilaktyce i terapii różnego typu chorób. Już od starożytności ludzkość wykorzystywała lecznicze właściwości wód mineralnych (w tym termalnych), stosując je najpierw do kąpieli, a następnie inhalacji oraz kuracji pitnych. Rozwój techniki i presja na różne komponenty środowiska spowodowały pojawienie się różnego typu chorób zawodowych (pylice, ołowice) i cywilizacyjnych (alergie). Poszukiwanie środków zaradczych pozwoliło wykorzystać do celów leczniczych pewne składniki mineralne i rzadkie pierwiastki zawarte w torfach, borowinach i aerozolach kopalnianych. Dzięki swoim właściwościom przywracają one równowagę chemiczną w organizmie. Zwrócono także uwagę na przydatność niektórych skał oraz minerałów w przemyśle farmaceutycznym do produkcji tabletek zawierających niezbędne dla organizmu mikroelementy oraz w innych gałęziach przemysłu wspomagających medycynę (np. implanty).

Pewne skały (np. węglanowe, ilaste), ze względu na swe właściwości fizyczne i chemiczne oraz skład mineralny znalazły zastosowanie w ochronie środowiska jako adsorbenty pochłaniające metale ciężkie i toksyczne, sorbenty szkodliwych gazów z elektrowni, komponenty przesłon hydroizolacyjnych oraz neutralizatory innych, niebezpiecznych zanieczyszczeń środowiska. Nasze istnienie zależy więc od bogactw występujących w Ziemi.