Žemės, įskaitant jos formavimąsi, išteklius, gamtos procesus, istoriją ir aplinką, tyrimas yra vadinamas žemės mokslu arba geomokslu. Geomokslininkai taip pat tiria kitas planetas ir Saulės sistemą. Žemės mokslas yra esminis dalykas suvokiant gyvenimą Žemėje ir apima chemiją, fiziką, matematiką ir biologiją. Nacionalinis mokslo fondas pagrindinius geomokslo padalinius laiko geologija, geofizika, okeanografija, jūrų mokslas, hidrologija, atmosferos mokslas, meteorologija, planetų mokslas, dirvožemio mokslas ir aplinka mokslas.
Struktūra ir istorija
Geologai tiria visą Žemę. Geologijos padaliniai yra fizinė geologija ir istorinė geologija. Fiziniai geologai tiria Žemės sandarą ir procesus, vykstančius jos viduje ir paviršiuje. Istoriniai geologai tiria Žemės formavimąsi ir evoliuciją bei viską, kas yra joje ir ant jos. Geofizikai žvelgia į Žemės vidų, naudodamiesi laboratoriniais eksperimentais, tiesioginiu stebėjimu, nuotoliniu vaizdų vaizdavimu ir skaičiavimo bei teoriniu modeliavimu, kad suprastų, kas vyksta žemiau Žemės paviršiaus. Savo darbe jie naudojasi matematika ir fizika. Geofizikai tiria, kas vyksta žemės drebėjimų metu, Žemės mantijos ir šerdies sluoksniuose, taip pat Žemės gravitacinius, magnetinius ir elektrinius laukus.
Vanduo ir dirvožemis
Hidrologijos srityje mokslininkai tiria Žemės vandenį, įskaitant kompleksinį vandens ciklą ir tai, kur ir kokia forma vanduo yra gamtoje. Hidrologai siekia suprasti vandens tiekimo problemas, įskaitant grynumą, užterštumą ir judėjimą. Vandenynai užima 71 procentą Žemės paviršiaus. Jie užima 97 procentus Žemės vandens ir palaiko didžiulę biomasę savo gylyje. Okeanografai tiria giliavandenius ir pakrančių vandenynus, įtraukdami chemiją, geologiją, fiziką ir biologiją, kad ištirtų sudėtingą sąveiką tarp vandenyno ir žemynų, ledo dangteliai, atmosfera, įskaitant saulės ir mėnulio įtaką potvyniui ir šilumą iš šerdies ir mantija. Dirvožemio atsiradimas ir pasiskirstymas, jo sudėtis ir fizinės bei cheminės savybės priklauso dirvožemio mokslui.
Oras ir oras
Meteorologai tiria, kaip yra sudaryta atmosfera ir kokia jos sudėtis, kartu su atmosferos reiškiniais ir kaip jie veikia gyvybę Žemėje. Orų prognozavimas yra vienas meteorologijos aspektų. Atmosferos mokslas yra platesnė disciplina, jungianti meteorologiją su kitais fiziniais mokslais. Atmosferos mokslininkai tiria klimatą, orus, saulės spinduliuotę, ozono sluoksnio ardymo, taršos ir klimato kaitos procesus. Aplinkos mokslai susieja geomokslą su žmogaus veikla ir aplinkosaugos politika.
Už Žemės
Planetos mokslininkai tyrinėja Žemės, kitų planetų ir Saulės sistemos kilmę. Jie renka informaciją apie planetų vidų, paviršius, atmosferą ir palydovus, vykdydami tyrimus iš observatorijų ir teleskopų visame pasaulyje. Jie naudoja duomenis, surinktus iš desantininkų ir iš Žemės skriejančių bei planetinių kosminių aparatų. Jie taip pat tiria asteroidus, radarais nustatydami jų fizines savybes ir stebėdami jų atsiradimą bei galimas trajektorijas šalia Žemės.