地球科学或地球科学包括与地球有关的所有自然科学领域。这是科学的一个分支，涉及地球四个球体（即生物圈、水圈、大气和地圈）的物理、化学和生物复杂结构和协同联系。地球科学可以被认为是行星科学的一个分支，但历史要悠久得多。地球科学包括四个主要研究分支，岩石圈，水圈 、大气和生物圈，每一个都进一步细分为更专业的领域。

地球科学有还原论和整体论两种方法。它也是对地球及其在太空中的邻居的研究。一些地球科学家利用他们对地球的了解来定位和开发能源和矿产资源。其他人则研究人类活动对地球环境的影响，并设计保护地球的方法。有些人利用他们对地球过程（如火山、地震和飓风）的了解来规划不会让人们接触这些危险事件的社区。

地球科学可以包括地质学、岩石圈和地球内部的大尺度结构以及大气、水圈和生物圈的研究。通常，地球科学家使用来自地质学、年代学、物理学、化学、地理学、生物学和数学的工具建立对地球如何运作和演化的定量理解。例如，气象学家研究天气并注意危险的风暴。水文学家检查水并警告洪水。地震学家研究地震并试图了解它们将发生在哪里。地质学家研究岩石并帮助寻找有用的矿物。地球科学家经常在野外工作——也许是爬山、探索海底、爬过洞穴或涉水沼泽。他们测量和收集样本（如岩石或河水），然后将他们的发现记录在图表和地图上。

研究领域

以下科学领域通常归类为地球科学：

• 地质学描述了地壳（或岩石圈）的岩石部分及其历史发展。主要的子学科是矿物学和岩石学、地貌学、古生物学、地层学、构造地质学、工程地质学和沉积学。
• 自然地理学侧重于将地理学作为地球科学。自然地理学是对地球季节、气候、大气、土壤、溪流、地貌和海洋的研究。自然地理学可以分为几个分支或相关领域，如下：地貌学、生物地理学、环境地理学、古地理学、气候学、气象学、海岸地理学、水文学、生态学、冰川学。[需要引用]
• 地球物理学和大地测量学研究地球的形状、它对力的反应以及它的磁场和重力场。地球物理学家探索地核和地幔以及岩石圈的构造和地震活动。地球物理学通常用于补充地质学家的工作，以全面了解地壳地质学，特别是在矿产和石油勘探方面。地震学家使用地球物理学了解板块构造移动，以及预测地震活动。
• 地球化学被定义为研究控制地质环境中化合物和同位素的丰度、组成和分布的过程。地球化学家使用化学工具和原理来研究地球的组成、结构、过程和其他物理方面。主要分支学科是水地球化学、宇宙化学、同位素地球化学和生物地球化学。
• 土壤科学涵盖了受土壤形成过程（或土壤圈）影响的地壳最外层。该研究领域的主要分支包括土壤学和土壤学。
• 生态学涵盖生物与其环境之间的相互作用。这一研究领域将地球研究与太阳系中其他行星的研究区分开来，地球是唯一充满生命的行星。
• 水文、海洋学和湖沼学是关注水的运动、分布和质量的研究，涉及地球及其大气（或水圈）水文循环的所有组成部分。“水文学的子学科包括水文气象学、地表水水文学、水文地质学、流域科学、森林水文学和水化学。”
• 冰川学涵盖了地球（或冰冻圈）的冰冷部分。
• 大气科学涵盖地表和外逸层（约 1000 公里）之间的地球（或大气）的气态部分。主要子学科包括气象学、气候学、大气化学和大气物理学。

地球内部

板块构造、山脉、火山和地震是可以用地壳中的物理和化学过程来解释的地质现象。

地壳下面是地幔，地幔被重元素的放射性衰变加热。地幔不是很坚固，由处于半永久对流状态的岩浆组成。这种对流过程导致岩石圈板块移动，尽管速度很慢。由此产生的过程被称为板块构造。

板块构造可以被认为是地球重新浮出水面的过程。由于海底扩张，岩浆从地幔流到近地表，通过裂缝冷却和凝固，形成了新的地壳和岩石圈。通过 俯冲，大洋地壳和岩石圈返回对流地幔。

产生新地壳的地壳区域称为发散边界，将其带回地球的区域称为会聚边界，而板块相互滑过但没有产生或破坏新岩石圈物质的区域称为变换边界。 （或保守的）边界 地震是岩石圈板块运动的结果，它们经常发生在收敛边界附近，在该边界处，部分地壳作为俯冲的一部分被迫进入地球。

火山主要来自俯冲地壳物质的熔化。被迫进入软流圈的地壳物质熔化，部分熔化的物质变得轻到足以升到地表——从而产生了火山。

地球大气层

对流层、平流层、中间层、热层和外逸层是构成地球大气层的五层。大气中 75% 的气体位于对流层的最低层。总之，大气由大约 78.0% 的氮气、20.9%的氧气和 0.92%的氩气以及少量其他气体（包括 CO 2和水蒸气）组成。水蒸气和 CO 2使地球大气能够通过温室效应捕获并保持太阳的能量。这使得地球表面足够温暖，可以拥有液态水并维持生命。除了储存热量外，大气还通过保护地球表面免受宇宙射线的伤害来保护生物体——宇宙射线通常被错误地认为会被磁场偏转。由核心的内部运动产生的磁场产生了保护地球大气层免受太阳风影响的磁层。由于地球已有45 亿年的历史，如果没有保护性磁层，它现在已经失去了大气层。

地球磁场

磁场也非常重要，因为一些鸟类和昆虫使用它来长距离导航，利用它们皮肤中的磁化铁晶体。地球磁场最重要的功能是保护其生物。高能质子与太阳风中的电子一起偏转。如果有机体直接暴露在这些颗粒中，那将是致命的。为了使磁场的一致性保持恒定，必须有一个有吸引力的磁场。

地球科学概论

气候

• 大气化学
• 地理气候学气象
• 水文气象
• 古气候学

生物类

• 生物地球化学
• 生物地理学
• 生态景观生态
• 地质考古
• 地球微生物学
• 古生物学
• 孢粉学
• 微古生物学

水类

• 水文
• 水文地质
• 湖沼学（淡水科学）
• 海洋学（海洋科学）
• 化学海洋学
• 物理海洋学
• 生物海洋学（海洋生物学）
• 地质海洋学（海洋地质学）
• 古海洋学

岩石类

• 地质学
• 经济地质
• 工程地质
• 环境地质学
• 历史地质第四纪地质
• 行星地质学和行星地理学
• 沉积学
• 地层学
• 构造地质学
• 地理人文地理学自然地理学
• 地球化学
• 地貌学
• 地球物理学年代学地球动力学）
• 地磁
• 重力测量
• 地震学
• 冰川学
• 水文地质
• 矿物学晶体学宝石学
• 岩石学岩石物理
• 洞穴学
• 火山学

土壤类

• 地理
• 土壤科学
• 生态学
• 土壤学

系统类

• 地球系统科学
• 环境科学
• 地理
• 人文地理学
• 自然地理学
• 盖亚假说
• 系统生态
• 系统地质学

其他

• 地理
• 制图
• 地理信息学（地理信息科学）
• 地质统计学
• 大地测量与测量遥感
• 纳米地球科学