Ein Steinbruch dient der Gewinnung von Festgesteinen aus einer Gesteins-Lagerstätte. Bei Lockergestein spricht man hingegen von Sand- oder Schottergrube. Der Gesteinsabbau kann in die Tiefe und Breite oder an einem Berg in horizontaler Richtung betrieben werden. Die Mehrzahl sind Übertage-Steinbrüche, auch als offene Steinbrüche bezeichnet. In besonderen Fällen wird das Gestein in unterirdischen Steinbrüchen abgebaut. Die meisten Steinbrüche dienen dem Abbau von Schüttgut und von Massenrohstoffen für die Industrie. Mengenmäßig erst weit danach kommen Steinbrüche für Werksteine (Wegebeläge, Innendekoration, Fassaden, Grabsteine, Gartengestaltung usw.).

Die Ägypter brachen vor allem Weichgestein, wie Kalkstein und Sandstein in Steinbrüchen, die sich in unmittelbarer Nähe der Bauwerke befanden. Kalkstein wurde für alle großen Pyramiden des alten Reiches, wie die Cheops-Pyramide, die Chephren-Pyramide und die Mykerinos-Pyramide in Gizeh verwendet. Steinbrüche für Hartgestein waren am Mons Claudianus und Mons Porphyrites in Ägypten. Ein überaus bemerkenswertes Beispiel für einen altägyptischen Steinbruchbetrieb bildet der Unvollendeter Obelisk von Assuan. Der große Felsentempel von Ramses II. in Abu Simbel wurde in Sandstein eingeschlagen. Die Griechen brachen in der Antike vor allem Marmore und selten Sand- oder Kalkstein ab. Beispielsweise bauten sie die Akropolis mit Pentelinischem Marmor auf, dessen Steinbruch sich unweit von Athen befand. Sie transportierten aber auch große Einzelstücke wie die Kouroi auf Schiffen. Die Römer brachen vor allem Weichgestein, wie den Römischen Travertin aus Tivoli und vulkanische Tuffe aus dem Raum Orvieto; bis ins 2. Jahrhundert bezogen sie vor allem Marmor von der griechischen Insel Paros und verwendeten erst später für wertvollere Arbeiten Carrara-Marmor. Sie begannen aber auch, Marmor und Kalkstein zum Zwecke der Kalkherstellung (Kalkbrennen) abzubauen. Steinbrüche im deutschen Gebiet wurden in größerem Maßstab erst seit der Römerzeit betrieben. Wichtige römische Steinbrüche waren etwa das Felsenmeer im Odenwald, der Kriemhildenstuhl in der Pfalz. Erst mit der Zeit der Romanik begann in Deutschland ein Steinbruchbetrieb zur Erstellung der kirchlichen Bauten aus Sand- und Kalkstein in größerem Umfang.

Bei einer zum Abbau genehmigten Lagerstätte besteht die Prozesskette zunächst aus der Beseitigung eventuell vorhandenen Abraums, danach erfolgt die Gewinnung, meist durch Sprengung. Anschließend wird das verwertbare Gestein zur Aufbereitungsanlage transportiert, in der das Aufgabegut mittels Brecher oder Mühlen zerkleinert und über Siebe oder ggf. Sichter klassiert wird. Ein moderner Steinbruch ist ein kapitalintensiver und weitgehend automatisierter Betrieb. Die Endprodukte sind von Ausnahmen abgesehen Baustoffe, die nach ihrer Korngröße unterteilt werden: Brechsand, Splitt, Schotter, Gleisschotter und Wasserbausteine. Als Edelsplitt werden mehrfach gebrochene Splitte bezeichnet, die insbesondere im qualifizierten Asphalt-Straßenbau, aber auch in der Betonproduktion Verwendung finden. Eine besondere Form des Steinbruchs sind Betriebe zur Gewinnung von marktgerecht geformten Natursteinen wie z. B. Platten oder Pflastersteinen. Bei dieser Art des Steinbruchs sind die bekanntesten Gesteine Marmor, Kalkstein, Granit, Basalt und Schiefer. Idealerweise handelt es sich dabei um Lagerstätten, deren Gesteinsschichten bereits entsprechend der gewünschten Form strukturiert sind. Andernfalls müssen die gewünschten Formen durch Sägen oder Spalten hergestellt werden. In Deutschland verwendete Naturwerksteine kommen zunehmend nicht mehr aus lokal oder regional nahen Steinbrüchen, auch weil hiesige Gewinnungskosten weit über denen z. B. in Asien liegen. Der Betrieb eines Steinbruchs unterliegt sehr umfassenden behördlichen Genehmigungsverfahren und weitreichenden Auflagen. Auch die Rekultivierung nach Beendigung des Gesteinsabbaus ist detailliert geregelt. In indischen und chinesischen Steinbrüchen beispielsweise werden die Kosten durch andere Arbeitsbedingungen, Sicherheitsvorkehrungen, allgemein menschenunwürdige Unterbringungsformen und auch Kinderarbeit niedrig gehalten.

Die Art der abgebauten Gesteine ist sehr vielfältig. Man unterscheidet sie in erster Linie nach ihrem geologischen Ursprung. Beispiele sind Kalkstein, Dolomit, Granit, Basalt oder Grauwacke. Qualitätsbestimmend ist vor allem die Festigkeit und das Verschleißverhalten. Beim zu vermarktenden Endprodukt sind diese Kriterien auch wesentlich. Hinzu kommen Kriterien, die sich aus der Verfahrenstechnik der Aufbereitung ergeben, dies sind vor allem die Sortenreinheit der klassierten Fraktionen und die Kubizität der Kornform.

Die in einem Steinbruch hergestellten verkaufsfähigen Stoffe sind überwiegend Schüttgüter mit einem relativ niedrigen Tonnagewert. Bei der Vermarktung sind daher die Transportkosten oft sehr wettbewerbsbestimmend; sie definieren weitgehend die regionalen Vermarktungsgrenzen zum Wettbewerb. Vorherrschend ist LKW-Transport, vor allem in der Schweiz ist auch der Bahntransport verbreitet, größere Lieferradien lassen sich bei entsprechenden Voraussetzungen nur über Schiffstransporte wirtschaftlich realisieren.

In Deutschland wurden im Jahr 2004 144 Mio. t Naturstein abgebaut. Der Höchststand war 1994 mit 189 Mio. t (Quelle: Stat. Bundesamt). Die Zahl der Steinbrüche in Deutschland liegt nach Verbandsangaben bei rund 2000, in denen ca. 25.000 Personen beschäftigt sind. Insbesondere Steinbrüche, in denen sich Gesteine für die Verwertung als Naturwerkstein gewinnen lassen, melden seit Jahren rückläufige Betriebszahlen, da vor allem Gesteine aus Indien und China als Massenware und Billigprodukte importiert werden.