很早以来，人们就知道用地球仪来反应真实地球。现在，人类又想用数字地球来反应真实地球及其相关现象，把所有与地球相关的自然和人类的大多数数据和信息组织起来。这两者似乎有相同的东西。然而，造一个数字地球远远比造一个地球仪难多了。我们不妨看看造数字地球需要那些主要的新的相关理论和技术。
第一，数据获取与更新方面：各类遥感新技术，如高分辨率高光谱卫星图像技术、雷达卫星技术、小卫星技术、植被卫星技术、水色卫星技术等，星－机－地数据接收、地面台站及人文、经济等数据获取与集成一体化技术，空间数据的智能采集、处理、数据库建立技术等。第二，网络、计算机硬件、数据与信息传播方面：新一代大规模并行处理器，多服务器的集群技术，高宽带网络（ATM技术），支持基于网络的分布式计算操作系统，智能网络技术，基于对象的分布式网络服务，分布处理和互操作协议等。
第三，数据处理、储存、数据库、信息提取与分析方面：高密度高速率的海量空间数据储存、压缩、处理技术，数据互操作技术，多比例尺多时相多源数据集成技术，图像信息智能提取（图像自动分类等）技术，元数据技术，空间数据的高比例压缩技术，空间数据的无级缩放，矢量数据与栅格数据的无损转换与集成，空间数据仓库，海量空间数据的智能提取技术，空间数据交换网络技术，支持异构分布数据库的扩展对象关系模型，实时多分辨率海量空间数据的存储和分发等。
第四，应用及其它方面：GIS互操作技术，跨平台的应用开发，分布式空间数据图书馆技术（digital geolibrary），分布式空间数据的完整性控制技术，目录服务技术，虚拟现实技术，图形搜索器（Geographic Search Engine），WEBGIS技术，分布知识智能（KDI），多媒体技术，交互式的三维可视化、导航技术，地理信息分析处理组件技术，伴有处理功能的输出输入技术，决策支持技术，三维数字景观技术，分布式空间数据库的异构融合技术，多种类的标准、信息和技术的集成，大气、生物、海洋、地学等领域的数字模型技术，重大应用工程的预测与预警技术，重大自然灾害的预报、监测与评估技术。