Полевое наблюдение проводят непосредственно на местности: описывают рельеф, воду, почву, погоду, растительность и деятельность людей. Измерения температуры, расстояния, направления и высоты делают по единой методике, фиксируя место, время, прибор и единицу, иначе результаты трудно сравнивать.

Картографический метод позволяет находить положение, расстояния, направления и закономерности распределения. Исследователь читает масштаб и легенду, сопоставляет тематические карты и создаёт новые. Карта неизбежно обобщает реальность, поэтому мелкие объекты могут быть смещены или не показаны.

Дистанционное зондирование получает сведения со спутников, самолётов и беспилотных аппаратов. Повторные снимки выявляют движение облаков, изменения берегов, пожары или вырубки. Цвет снимка зависит от диапазона и обработки; его нельзя читать как обычную фотографию без легенды.

Статистический и сравнительный методы работают с числовыми рядами и территориями. Средние температуры, осадки и численность населения сводят в таблицы и диаграммы, затем ищут различия и связи. Совпадение двух графиков ещё не доказывает, что одно явление вызывает другое.

Моделирование упрощённо воспроизводит объект или процесс: глобус показывает форму и ось Земли, цифровая модель — рельеф, опыт — движение воды по склону. Надёжное исследование часто объединяет методы: снимок обнаруживает изменение, поле проверяет его, карта и статистика объясняют масштаб.