Maapallon tutkimusta, mukaan lukien sen muodostuminen, resurssit, luonnonprosessit, historia ja ympäristöt, kutsutaan maatieteeksi tai geotieteeksi. Geotieteilijät tutkivat myös muita planeettoja ja aurinkokuntaa. Maantiede on olennaista maapallon elämän ymmärtämisessä, ja siihen sisältyy kemia, fysiikka, matematiikka ja biologia. Kansallinen tiedesäätiö pitää geotieteen pääjakoa geologiassa, geofysiikassa, merentutkimuksessa, meritiede, hydrologia, ilmakehätieteet, meteorologia, planeettatiede, maaperätiede ja ympäristö tiede.
Rakenne ja historia
Geologit tutkivat koko maapalloa. Geologian osa-alueet ovat fyysinen geologia ja historiallinen geologia. Fyysiset geologit tutkivat Maan rakennetta ja sen sisällä ja sen pinnalla kulkevia prosesseja. Historialliset geologit tutkivat Maan muodostumista ja evoluutiota sekä kaikkea sen sisällä ja sen päällä. Geofyysikot tarkastelevat maapalloa laboratoriokokeilla, suoralla havainnoinnilla, etäkuvantamisella sekä laskennallisella ja teoreettisella mallinnuksella ymmärtääkseen, mitä tapahtuu maapallon alapuolella. He käyttävät matematiikkaa ja fysiikkaa työssään. Geofyysikot tutkivat mitä tapahtuu maanjäristysten aikana, maan vaipan ja ydinkerrosten sisällä, sekä maapallon painovoima-, magneetti- ja sähkökentät.
Vesi ja maaperä
Hydrologiassa tutkijat tutkivat maapallon vettä, mukaan lukien monimutkainen veden kierto sekä sitä, missä ja missä muodossa vettä on luonnossa. Hydrologit pyrkivät ymmärtämään vesihuollon ongelmat, mukaan lukien puhtaus, saastuminen ja liikkuminen. Meret peittävät 71 prosenttia maapallon pinnasta. He pitävät 97 prosenttia maapallon vedestä ja tukevat valtavaa biomassaa syvyydessään. Merentutkijat tutkivat syvänmeren ja rannikon valtameriä sisällyttämällä kemian, geologian, fysiikan ja biologian monimutkaisten vuorovaikutusten tutkimiseen valtameren ja maanosien välillä, jääkannet, ilmakehä, mukaan lukien auringon ja kuun vaikutukset vuorovesiin ja ytimen lämpö ja vaippa. Maaperän alkuperä ja jakautuminen, sen koostumus sekä fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet kuuluvat kaikki maaperätutkimuksen piiriin.
Ilma ja sää
Meteorologit tutkivat ilmakehän rakennetta ja koostumusta yhdessä ilmakehän ilmiöiden kanssa ja miten ne vaikuttavat elämään maapallolla. Sääennusteiden tekeminen on yksi meteorologian osa. Ilmakehätieteet ovat laajempi ala, joka yhdistää meteorologian muihin fysiikan tieteisiin. Ilmakehän tutkijat tutkivat ilmastoa, säätä, aurinkosäteilyä ja otsonikerroksen, saastumisen ja ilmastonmuutoksen prosesseja. Ympäristötiede yhdistää geotieteen ihmisen toimintaan ja ympäristöasioihin liittyvään politiikkaan.
Maan ulkopuolella
Planeettatutkijat tutkivat Maan, muiden planeettojen ja aurinkokunnan alkuperää. He keräävät tietoa planeettojen sisätiloista, pinnoista, ilmakehistä ja satelliiteista ja suorittavat tutkimuksia observatorioista ja teleskoopeista ympäri maailmaa. He käyttävät tietoja, jotka on kerätty laskeutujilta sekä maapallon kiertäviltä ja planeettojen avaruusaluksilta. He tutkivat myös asteroideja tutkan avulla niiden fyysisten ominaisuuksien määrittämiseksi ja niiden esiintymisen ja mahdollisten liikeradan seuraamiseksi lähellä maapalloa.