Litologi er eit faguttrykk i geologi som skildrar ein sedimentær bergart. Orda litologi er danna av dei greske orda lithos (stein) og logi (lære).
Sedimentære bergarter kan klassifiserast etter kornstorleiken som sandstein, leirstein osv. Vidare er farge og hardleik karakteristiske kriterium for å skildre litologien. Ofte blir facies, dvs utsjånad, brukt synonymt med litologi når skildringa vert nytta til å tolke avsetningsmiljøet. Ein sandstein har elve-facies når han har typiske litologiske trekk for elve-avsetningar.
Litologiar inngår i geologiske undersøkingar innan oljeleiting.