地球，大概應該是我們感覺最真切的客觀實在。古老和幼稚的人類足踏大地、仰望天空，天空是縹緲的，大地是堅實的。對地球的天文學研究——也就是說把地球作為一個天體的研究，屬于廣義的宇宙科學(亦有稱天學)的范疇，與天文學的地球研究不同，地球科學研究的是地球及其附屬物質的狀態、演變規律和動力學機制，也稱地學。地下、地表、大氣、海洋都是地學的研究對象。

天學的和地學的地球研究都起始于對大地是球形這一科學認識。

地學是古老的，因為大地近在我們腳下，我們積累起來的關于大地的一切經驗都是后來地學發展的養料;地學又很年輕，因為地球的歷史太久遠(46億年)，體積太龐大，形態、結構、發展演化也太復雜，直到本世紀初，與其他基礎學科相比，地學仍然是比較落后的。

古老地學的最初發展得益于人們為追求財富而進行的以商業和掠奪為目的的探險和科學考察，16世紀以來的一系列地理發現，為地學的發展奠定了資料基礎。20世紀以后，探空火箭、資源衛星、深海鉆探、同位素地質年代測量、電子計算機等新技術手段的使用，使地學從描述、定性、分化的研究進入到理論概括、定量、綜合的發展。

然而，我們讀懂了地球嗎?古老而神秘的地球對于我們仍然是“猶抱琵琶半遮面”。

1.地球的形狀

我們生活的地球大體上是一個兩極收縮、赤道突起的稍有些扁平形狀的橢球。赤道的直徑約為12756千米，兩極之間的直徑約為12714千米，地球的體積約為1.083×10的21次方立方厘米、地球的質量約為5.976×10的24次方千克。把質量相對較小的幾個天體——水星、金星、火星、冥王星和月球加在一起，才相當于地球的質量，但若與質量較大的木星、土星比，地球又小得多。從北半球觀察，地球每時每刻都在按逆時針方向自轉，赤道處的轉速最快，大約每小時1600多千米。正是因為自轉的存在，形成了晝夜和北大西洋的颶風以及北太平洋的臺風。

地球已經有46億年的歷史，至今是一個處于活動中的星球。

自古人們就在猜測著腳下大地的形狀，人們曾經以為大地是平展的，下面有神象或烏龜馱著，烏龜累了，眨一下眼睛，大地就會顫抖，這就是地震。據記載，古希臘哲學家畢達哥拉斯最先提出地球是球體，但是并沒有科學的依據，他只不過認為只有圓形的才是完美的。亞里士多德根據科學的觀察，猜想地球并不是扁平的，而是球形的。后來，古希臘米利都的泰勒斯有個叫埃拉托色尼的學生發現，同一時間在塞伊尼和亞力山大兩地直立兩根等高的桿子，它們的光影卻不等長，也就是說地面應該是弧形的。他設想如果大地是個球體，兩根立桿的底端延長線就會在球心相交。6月21日，陽光直射塞伊尼城，亞力山大的立桿與陽光的交角就應該是兩條立桿延長線在地心的交角。他依據立桿的長度和影長求出了這個7.5度角，進而求出了地球子午線的周長。

這是人類第一次用數學推理的方法證明大地為球形。

15世紀，葡萄牙航海家麥哲倫的船隊成功地進行了環球航行，首次環球航行(1521—1523)的成功，在實踐上第一次證實了大地是球形的，第一次證實了全球海洋是一個整體。這使地理學發生了一場真正的革命。16世紀，波蘭科學家哥白尼提出地球自身存在著自轉，并且圍繞太陽公轉，1851年，法國科學家福科證實了地球的旋轉運動。