数字地球（Digital Earth）最初是由美国副总统 Al Gore于 1998年1月 31日在加利福尼亚科学中心召开的Open GIS Consortium年会上提出来的，很快得到了很多国家的响应。他认为，数字地球是指以地球坐标为依据的、具多分辨率的、由海量数据组成的、能立体表达的虚拟地球。该项计划现由美国宇航局（NASA）协同其他部门组织实施，计划至2005年实现，到2020年正式建成。未来，数字地球将深刻地改变人类社会生产和生活方式，地理将促进社会经济的更大发展。
数字地球计划是继信息高速公路之后又一全球性的科技发展战略目标，是国家主要的信息基础设施，是信息社会的主要组成部分，是遥感、遥测、全球定位系统、互联网络（Internet）-万维网（Web）、仿真与虚拟技术等现代科技的高度综合和升华，是当今科技发展的制高点。
数字地球是地球科学与信息科学的高度综合。它为地球科学的知识创新与理论深化研究创造了实验条件，为信息科学技术的研究和开发提供了试验基地（Test Bed）或没有“围墙”的开放实验室。数字地球将成为没有校园的、最开放的、面向社会的、最大的学校，也是没有围墙的开放的实验室。数字地球建设将是一场具有更深远意义的技术革命。
数字地球将促进产业规模的扩大，创造更多的就业机会；同时还将使某些行业被淘汰和一些新产业的诞生，它将把人类社会推向更高的发展阶段。所以数字地球不是一般的科技项目，而是具有导向性的发展战略目标。
数字地球在我国也引起了极大的关注，除了由于前面所提到的缘故外，主要因为它与我国的“国家信息化”或“国民经济信息化”的战略目标是相一致的。早在1984年，邓小平就提出了“发展信息产业，服务四化建设”；江泽民亦指出“四个现代化，哪一个也离不开信息化”。因为，更确切地说，数字地球就是信息化的地球，所以它与国家信息化的战略目标是完全相同的。
对于我国来说，数字地球也并不是完全“舶来品”，早在十年前，我国科学家就提出了“全数字化测图”的设想，与今天的数字地球思想是一致的。从60年代起，我国就发展了地学的计量革命，产生了“数学地质”和“计量地理学”。从80年代初开始，我国就积极地开展遥感工作，尤其是卫星遥感工作得到了很大发展，同时地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）也得到了很快的发展。所以在 Al Gore正式提出数字地球时，实际上我国在该方面已经有了较好的基础。
但是数字地球决不是卫星遥感、地理信息系统技术简单的应用范围的扩大，而是一个质的飞跃。数字地球将过去分散的局部的调查和观测技术，变成为全局性的乃至全球性的观测。历来不同部门、不同地区的数据和信息系统，是彼此没有联系的“信息孤岛”；现在通过网络构成了整体，实现了信息共享，使信息发挥了它应有的作用，使得“一方面信息大量积压、无人利用和无法利用，而另一方面又迫切需要信息、又无从获得信息的现象”得到充分的解决。所以数字地球是一场新的技术革命。
由于数字地球是一个刚出现的全新的领域，正处在日新月异的发展之中，而且是一个需要不断完善的过程，所以本书采用的编写原则是：侧重介绍数字地球的基本概念、框架和应用前景。其内容主要包括以下几方面：