古生物學
古生物學是研究古地質時代中的生物及其發展的科學。對古代生物的形態、分類、生活方式、生存條件和地質史分布等進行研究。
沉積學
沉積學是研究形成沉積地層的沉積作用、沉積過程及沉積物的地質學分支學科。沉積學是從沉積岩岩石學中的沉積作用部分發展、演化而來的，並形成了更廣泛的研究內容和應用範圍。它解釋沉積地層的垂向和橫向的關係，從多方麵探討沉積地層中構成地質記錄的特征，作出成因分析，並使之上升為理論。
大地測量學
大地測量學，根據德國大地測量學家F.R.Helmert的經典定義，它是一門量測和描繪地球表麵的學科，也包括確定地球重力場和海底地形。
環境科學
環境科學是一門研究環境的物理、化學、生物三個部分的學科。它提供了綜合、定量和跨學科的方法來研究環境係統。由於大多數環境問題涉及人類活動，因此經濟、法律和社會科學知識往往也可用於環境科學研究。
地球化學
地球化學是一門屬於地學和化學相互融合的邊緣學科，主要研究化學元素和其同位素在地球（廣義可包括部分天體）演化曆史中的分布、分配、遷移等規律的科學。
地球科學研究的意義
對於地球科學的研究者而言，地球作為人類共同的家園，在人類科技還未能真正找到新的適合人類居住的行星之前，所做的一切研究都是在監控和改造這唯一的生命之地，或者避免由於人類自身的原因斷送這個寶貴的星球。如今隨著經濟和人口的雙向增長，地球本身無私供給的資源是否足夠人類的發展成為地球科學研究者至關重要的課題，有人提出疑問隨著人口不斷增長，多種資源日見匱乏，會不會坐吃山空？人類社會經濟的發展是不是正在走向終結？
悲觀者認為：1972年發表的研究報告《增長的極限》列舉了人口、工業化的資金、糧食、不可再生資源和環境汙染等五個方麵的問題。結論是在一定的技術經濟和自然條件下，社會經濟的發展和資源的開發都是有極限的。由於這個報告是根據大量實際材料作出的論證，因而引起了強烈的反響，被學術界權威人士評價為是“一個裏程碑”。
樂觀者認為：1981年發表的研究成果《資源》一書提出，可供人類利用的資源是沒有窮盡的，資源的相對勞動成本及價格均在不斷降低，人類的生態環境必將好轉，惡化隻是工業化過程中的暫時現象，糧食在未來將不成問題，人口在未來將自然地達到平衡。西蒙（C.L.Simon）為樂觀論的著名代表。
但無論觀點如何，人類的曆史本身就是由於可利用資源的稀缺而為此不斷抗爭開拓新資源的曆史，在我們的科技未達到新的高度前，目前地球可提供的資源仍是稀缺的。如今人類已經站在了發展的十字路口。1972年6月，聯合國首次在瑞典的斯德哥爾摩召開人類環境會議，會議的宣言指出，現已達到曆史上這樣一個時刻：為這一代和將來的世世代代保護和改善人類環境，已成為人類的一個緊迫目標。20年後的1992年，各國首腦又在巴西的裏約熱內盧集會，會議再次提出，保護環境是實現社會可持續發展的重要條件，而人類正處在關鍵的位置。如何維持人類的可持續發展成為地球科學研究者們日益緊迫的課題。
天文學
天文學的產生和發展
當您抬頭仰望天空時，您知道那些閃閃發光的東西是什麼嗎？一些是行星，但多數為恒星，還有一些是巨大的星係，每個星係中都有成百上千億顆恒星。天文學就是研究宇宙中的行星、恒星以及星係的科學。天文學家的任務就是解釋我們在夜空中所看到的各種天體，他們還致力於了解其他一些東西，例如，恒星的年齡以及它們與地球之間的距離等。如今天文學主要通過觀測天體發射到地球的輻射，發現並測量它們的位置，探索它們的運動規律，研究它們的物理性質、化學組成、內部結構、能量來源及其演化規律。
天文學是一門古老的科學，自有人類文明史以來，天文學就有重要的地位。古代的天文學家通過觀測太陽、月球和其他一些天體及天象，確定了時間、方向和曆法。這也是天體測量學的開端。如果從人類觀測天體，記錄天象算起，天文學的曆史至少已經有五六千年了。天文學在人類早期的文明史中，占有非常重要的地位。埃及的金字塔、歐洲的巨石陣都是很著名的史前天文遺址。