地理学研究的是地球表面这个同人类息息相关的地理环境，地理学者曾用地理壳、景观壳、地球表层等术语称呼地球表面。它是地球各个层圈——大气圈、岩石圈、水圈、生物圈和人类圈相互交接的界面，具有一定的面积和厚度。在地球表面，各种自然现象和人文现象组成一个宏大的地表综合体，它具有以下的特征：
一方面，地球表面是由五个同心圈层组成的整体，它们分别是大气对流层、岩石圈上部、水圈、生物圈和人类圈。
大气对流层主要由气态物质组成，也包括部分液态水和固体颗粒。由于对流层同地面和水面接触，因此大气中各种要素都受到下垫面的强烈影响；
岩石圈上部主要由固体物质组成，包含部分气态、液态物质和微生物，它是生物和人类所依附的场所，也是各种圈层相互影响、相互作用最集中的地方；
水圈主要由液态水组成，以海洋为主还有陆地地表水和地下水。水圈在地球表面物质和能量循环中起着十分重要的作用，它是生物圈和人类圈得以生存和发展的基础；
生物圈是有生命活动的圈层，包括植物、动物和微生物。生物圈同大气对流层、岩石圈上部、水圈相互交错，组成一个巨大的复杂的自然综合体；
人类的出现是地球表面形成和发展过程中的一个重要转折。人类以其特有的智慧和劳动，通过社会生产和生活的各个方面对地球表面施加影响，创造了一个新世界，并发展成为一个新的层圈——人类圈。
上述各层圈所组成的地球表面这个综合体，这是自然历史发展的结果，各层圈的形成在实践上亦有一定的顺序：岩石圈、大气圈和水全是无机的物质，首先出现；有机的生物圈及其相关的土壤，是在无机圈层基础上发展起来的；人类则是生物圈发展到一定阶段的产物。这种发展的动力来自于地球内部和外部力量——太阳能。
另一方面，地球表面是一个不均一的层面，存在着明显的区域分异。造成地球表面不均一和区域分异的主要原因是太阳能在地球表面分布的不均匀性和地球内能分布的不均匀性。人类是在一定的自然地理环境中生存和发展的，因此人类的体制和社会、政治、经济、文化等活动都存在着明显的区域差异。比如人种的差异、生活方式的差异等等。
再有，地球表面也是在不断变化的。在地球表面形成过程中，大陆与海洋的面积和位置几经变迁，气候历经了炎热与寒冷、湿润与干旱的多次交替，生物由海洋发展到陆地，有简单到复杂、由低级到高级……。
自然地理的变化影响人文地理、人文地理也反作用于自然地理。特别是在现代工业化时期，人类的活动是地球表面发生深刻的变化，一方面控制或减轻了某些自然灾害，另一方面诸如森林的砍伐、污染、荒漠化等等情况的出现，破坏了自然生态系统的平衡。随着人口的急剧增加、资源的大量消耗，人类的影响程度还在加剧。
（四）地理学研究的特点
地理学是在研究地球表面的过程中逐渐形成的，并不断完善理论、方法和手段。
作为研究对象的地球表面是一个多种要素相互作用的综合体，这决定了地理学研究的综合性特点。
地理学不限于研究地球表面的各个要素，更重要的是把它作为统一的整体，综合地研究其组成要素及它们的空间组合。它着重于研究各要素之间的相互作用、相互关系以及地表综合体的特征和时、空变化规律。地理学的综合性研究分为不同的层次，层次不同，综合的复杂程度也不同。高层次的综合研究，即人地相关性的研究，是地理学所特有的。
综合性的特点决定了地理学是一个横断学科，它与研究地球表面某一个层圈或某一个层圈中部分要素的学科都有密切的关系，如研究大气的大气物理、研究岩石圈的地质学、研究人类圈的经济学、政治学、心理学等等。地理学从这些学科中吸取有关各种要素的专门知识，反过来又为这些学科提供关于各种要素及与其它现象间联系的知识。
地球表面自然现象和人文现象空间分布不均匀的特点，决定了地理学研究又有区域性的特点。由于不同的地区存在不同的自然现象和人文现象，一种要素在一个地区呈现出的变化规律在另一个地区可能完全不同，因此研究地理区域就要剖析不同区域内部的结构，包括不同要素之间的关系及其在区域整体中的作用，区域之间的联系，以及它们之间发展变化的制约关系。地理区域性研究的内容包括区域内部结构和区际关系两个方面。
地理学的区域研究根据研究对象的范围分为三个尺度：大尺度区域着重探讨全球或全大陆范围内的分异规律和内部结构特征，从而揭示全球或全大陆的总体特征；中尺度区域研究是分析国家或大地区范围内区域总体特征和地域分异规律，以及该地区对大尺度区域分异的作用；小尺度区域是揭示局部地区区域特征和分异规律，以及该地区对中尺度区域分异的作用。
地球表面不断变化的特点，决定了地理学必须用动态的观点进行研究的特点。地理学研究及注重空间的变化，也注意时间的变化。这种变化既有周期性的又有随意性的；有长周期的，也又短周期的。
用动态的观点研究地理学，就要求把现代地理现象作为历史发展的结果和未来发展的起点，研究不同发展时期和不同历史阶段地理现象的规律。现在现代地理学已经有可能对于某些区域的未来发展提出预测，并根据预测结果进行控制和管理，以满足人们对区域发展的要求。因此。时间和空间统一的概念，在地理学研究中越来越受到重视。
地球表面的复杂性决定了地理研究方法的多样性。现代地理研究主要采用野外考察与室内实验、模拟相结合的研究方法。地理学的研究对象是地球表面，关于地球表面的属性和特征的资料主要来自于野外考察，随着航空遥感、气象卫星、地球资源卫星、航天技术的成果广泛应用于地理学研究，提高了野外考察的速度和精度。地理数据的处理、各种地理现象的实验室模拟等也迅速的发展起来，这不仅仅大大提高了工作效率，还促进了地理学的快速发展。