La géographie nécessite d'être capable de situer les différentes parties de la Terre les unes par rapport aux autres. Pour ce faire, de nombreuses techniques ont été développées à travers l'histoire.
Un système d'information géographique (SIG) est un système d'information capable d'organiser et de présenter des données alphanumériques spatialement référencées, ainsi que de produire des plans et des cartes. Ses usages couvrent les activités géomatiques de traitement et diffusion de l'information géographique. La représentation est généralement en deux dimensions, mais un rendu 3D ou une animation présentant des variations temporelles sur un territoire sont possibles.
L'usage courant du système d'information géographique est la représentation plus ou moins réaliste de l'environnement spatial en se basant sur des primitives géométriques : points, des vecteurs (arcs), des polygones ou des maillages (raster). À ces primitives sont associées des informations attributaires telles que la nature (route, voie ferrée, forêt, etc.) ou toute autre information contextuelle (nombre d'habitants, type ou superficie d'une commune par ex.).Le domaine d'appartenance de ce types de systèmes d'information est celui des sciences de l'information géographique.
La télédétection désigne, dans son acception la plus large, la mesure ou l'acquisition d'informations sur un objet ou un phénomène, par l'intermédiaire d'un instrument de mesure n'ayant pas de contact avec l'objet étudié. C'est l'utilisation à distance de n'importe quel type d'instrument (par exemple, d'un avion, d'un engin spatial, d'un satellite ou encore d'un bateau) permettant l'acquisition d'informations sur l'environnement. On fait souvent appel à des instruments tels qu'appareils photographiques, lasers, radars, sonars, sismographes ou gravimètres. La télédétection moderne intègre normalement des traitements numériques mais peut tout aussi bien utiliser des méthodes non numériques.
La géostatistique est une discipline à la frontière entre les mathématiques et les sciences de la Terre. Son principal domaine d'utilisation a historiquement été l'estimation des gisements miniers, mais son domaine d'application actuel est beaucoup plus large et tout phénomène spatialisé peut être étudié en utilisant la géostatistique.
L’ethnographie est la science de l'anthropologie dont l'objet est l'étude descriptive et analytique, sur le terrain, des mœurs et des coutumes de populations déterminées. Cette étude était autrefois cantonnée aux populations dites alors « primitives ».
La géographie physique, ou géographie des milieux, est la branche de la géographie qui décrit la surface de la Terre et qui ne s'intéresse pas directement aux activités humaines. C'est donc par définition une science de la nature.
La géographie humaine est l'étude spatiale des activités humaines à la surface du globe, donc l'étude de l'écoumène, c'est-à-dire des régions habitées par l'homme.
La géographie mathématique, se concentre sur la surface de la Terre, l'étude de sa représentation mathématique et sa relation à la lune et du soleil. La géographie mathématique comprend :
La géographie régionale est une véritable sous-discipline idiographique, axée sur la recherche de l'unique. Un territoire de prédilection : la région.
Depuis les années 1970 et 1980, la géographie a vu se développer de nouvelles branches de sa discipline en accord avec une approche pluridisciplinaire (notamment l'utilisation des outils en provenance des disciplines économiques, mathématiques, sciences politiques, sociologiques, et informatiques), inspirée par les géographies scandinave, nord-américaine et anglaise, notamment à travers les approches variées de :
L'économie spatiale est un domaine aux confins de la géographie économique et de la microéconomie qui étudie les questions de localisation économique, et les relations économiques entre le mondial (mondialisation) et le local (aménagement du territoire, pôle de compétence, délocalisation...)
La notion d'échelle - ou approche multiscalaire - est essentielle en géographie : suivant que le géographe étudie toute la planète (petite échelle) ou seulement une partie de celle-ci (grande échelle), on parle de géographie générale ou de géographie régionale. De nos jours, on préfère toutefois parler de géographie thématique à la place de géographie générale et de géographie des territoires à la place de géographie régionale.