Svarbiausi veiksniai, paskatinę tolimas europiečių keliones, vadinamas Didžiaisiais geografiniais atradimais, buvo brangiųjų metalų trūkumas, sudėtingos prekybos sąlygos su rytų kraštais, naujų navigacinių prietaisų bei žemėlapių kūrimas, naujo tipo laivų statyba ir mokslo pasiekimai. Per porą Didžiųjų geografinių atradimų šimtmečių europiečių oikumena apėmė apie 60 % mūsų planetos sausumos.

Po ilgų dangaus kūnų stebėjimų ir skaičiavimų Mikalojus Kopernikas padarė išvadą, kad Žemė sukasi aplink savo ašį, Mėnulis sukasi aplink Žemę, o Žemė ir kitos planetos kartu su savo palydovais sukasi aplink Saulę. Šią heliocentrinę teoriją paskelbė knygoje „Apie dangaus sferų sukimąsi“. Ši teorija paneigė tuo metu įsigalėjusią geocentrinę teoriją, teigusią, kad Žemė yra Visatos centras.

1819 m. suorganizuota rusų antarktinė ekspedicija, kuriai vadovavo Michailas Lazarevas ir Fadėjus Belingshauzenas. Pagrindinis ekspedicijos tikslas buvo legendinė Pietų Žemė. 1820 metų sausio 28 d. „Vostok“ ir „Mirnyj“ pasiekė 69° 25’ pietų platumos. Viskas rodė, kad netoliese yra žemė. Tą dieną Rusijos jūrų keliautojai pamatė Antarktidą.

Ypatinga asmenybė geografinių atradimų istorijoje buvo anglų jūrininkas Džeimsas Kukas. Vadovavo trims kelionėms aplink pasaulį. Pirmosios kelionės metu lankėsi Draugijos salose, atrado rytinę Australijos pakrantę. Antrosios kelionės metu apiplaukė žemę ieškodamas Pietų Žemės. Trečiosios kelionės metu bandė surasti šiaurės vakarų kelią iš Ramiojo vandenyno į Atlanto vandenyną.

Anglų gamtininkas Čarlzas Darvinas sukūrė evoliucinę gyvųjų organizmų natūralios atrankos teoriją. Idėja apie natūraliąją rūšių atranką kilo kelionės aplink pasaulį metu. Čarlzo Darvino moksliniai darbai pradėjo naują gamtotyros laikotarpį ir darė įtaką visų mokslų raidai, tarp jų ir geografijai.

Garsiausiu Pietų Afrikos ir Zambezės baseino tyrinėtoju buvo Deividas Livingstonas. 1840 m. jis išplaukė iš Škotijos į Pietų Afriką kaip medicinos misionierius ir nuo to laiko praleido Afrikoje 33 metus. Jis išgarsėjo ir kaip misionierius, ir kaip keliautojas.

Vokiečių geografas Aleksandras Humboltas geografiją laikė gamtos mokslu. Šis mokslininkas geografiją vadino fiziniu Žemės aprašymu ir svarbiausiais jos uždaviniais laikė mūsų planetos reiškinių, bendrųjų dėsnių bei vidinių ryšių tyrimus. Todėl A. Humboltas laikomas šiuolaikinės fizinės geografijos pradininku.

Vokiečių geografas Karlas Ritteris teigė, kad geografija turi tyrinėti Žemę tik kaip žmonijos gyvenamą vietą, papildydama istoriją kaip papildomas mokslas. Pagal K. Ritterį geografą gamta domina tik tiek, kiek pastaroji veikia žmonijos likimą, svarbiausias geografijos tyrimų objektas yra pats žmogus. Todėl K. Ritteris dažnai laikomas šiuolaikinės socialinės geografijos pradininku.