古人從局限環境的觀察，曾形成“天圓如張蓋，地方如棋局”的天圓地方說。在逐漸認識到月球不發射可見光，月食是由於月球走進地球影子才產生的之後，這成為地球是球形的一個有力證據。1300多年前，隋朝的劉焯提出，測量同一子午線上南北（不同緯度的）兩地的日影長度來推算地球的圓周和半徑，可惜沒有被隋煬帝采納。直到唐開元十二年（公元725年），南宮說才作了這種測量。當然，從現代人造衛星等航天器上能更清楚地看到地球的球形全貌，太空飛船上的宇航員看到最美麗的天體就是地球：大氣中飄動著白雲、遼闊的藍色海洋、廣闊的起伏大陸一目了然。經過長期考察研究，現在已建立了地球科學的一係列學科（地質學、地理學、氣象學、地球物理學、地球化學等），內容繁多，這裏僅概述跟日食有關的一些知識。
天文學乃至廣泛的科學技術基準都跟地球有密切聯係。長度單位米最初就規定為通過巴黎子午線全長的1／40000000。時間單位的平太陽日或1天（1晝夜）是以地球相對於太陽的自轉為基準來計量的。1平太陽日的1／86400為1秒。現代的國際單位製（SI）采用更準確的原子鍾標準，進而測定地球自轉變化。
地球在橢圓軌道上繞太陽公轉，通常說的地球與太陽的平均距離實際上就是橢圓軌道的半長徑，其值為1·4959787億千米，取作一種基本的量天尺單位——“天文單位”，地球軌道橢圓的偏心率（0·0167）很小，不容易在圖上顯示，但如前麵所述，太陽與地球的實際距離變化仍是相當可觀的，我們從地球上看到“日輪”的視（角）直徑有明顯變化；而且，地球的軌道運動速度以及從地球上看到太陽相對於恒星背景“天球”的視運動也是不均勻的，經過近日點附近時（每年1月初）速度大些，而經過遠日點附近時（每年7月初）速度小些。地球繞太陽公轉一圈需365·2422天，稱為“回歸年”。需要指出的是，通常說的“地球自轉一圈就是一天”這句話是不確切的。天文學上，把地球相對於恒星背景“天球”自轉一圈的時間稱為“恒星日”，1“平太陽日”（一天）比1“恒星日”約多3分56秒（平太陽時間）。或者換個說法：1回歸年=365·2422平太陽日=366·2422恒星日。實際上，地球的公轉軌道和自轉以及“黃（道麵）-赤（道麵）交角”都有較小而又很複雜的變化。
地球可分為固體地球、水圈、大氣圈三大部分。此外，地球還有生物圈。雖然水圈和大氣圈所占總質量的比率很小，但它們是生物生存必需的主要環境條件，而生物也對水圈和大氣圈的演化有重要影響。
固體地球是地球的主體，包括地表（大陸和洋底表麵）以下的地球各部分，占地球總質量5·9737×1024千克（即59·37萬億億噸）的99·9％以上。通常說，地球的平均半徑6371千米就是指固體地球而言的。實際上，固體地球更近似於橢球，赤道區約高7千米，兩極區約低14千米，還有高山和海溝等地形。
地震波資料提供地球內部結構的信息。綜合全球地震資料和理論研究，地球內部有3大圈層：地核、地幔、地殼。地核又分固態內核（0-1221·5千米）和液態外核（1221·5～3480千米）。地幔分為下幔（3630～5701千米）和上幔（5701～6346·6千米）。地殼平均厚度為33千米，各處厚度不均勻，海洋地殼平均厚度約7（4-15）千米，而大陸地殼平均厚度為36（30～80）千米。地殼和地幔頂部（半徑6291千米以上）由剛性岩石組成，一起稱為岩石圈，厚度約60-120千米。岩石圈下麵是軟流圈。