Geografia fizyczna zajmuje się badaniem naturalnych elementów środowiska przyrodniczego Ziemi. Jest to nauka, która koncentruje się na poznawaniu i analizowaniu procesów zachodzących w epigeosferze, czyli zewnętrznej powłoce naszej planety. W jej skład wchodzą takie elementy jak atmosfera, litosfera, hydrosfera oraz biosfera.
Szczególnie istotnym elementem geografii fizycznej jest zrozumienie cyklu wodnego na Ziemi. Jest to nieustanny proces krążenia wody w przyrodzie, obejmujący parowanie, kondensację, opady i spływ powierzchniowy. Woda przemieszcza się między oceanami, atmosferą i lądem, wpływając na klimat, rzeźbę terenu i życie organizmów. W ramach hydrosfery badane są wszystkie formy występowania wody na Ziemi - od oceanów przez rzeki i jeziora, po lodowce i wody podziemne.
Współczesna geografia fizyczna dzieli się na kilka głównych dyscyplin badawczych. Należą do nich: geomorfologia (badająca formy powierzchni Ziemi), klimatologia (zajmująca się klimatem i jego zmianami), hydrologia (analizująca rozmieszczenie i właściwości wód), biogeografia (badająca rozmieszczenie organizmów żywych) oraz gleboznawstwo (zajmujące się powstawaniem i właściwościami gleb). Każda z tych dyscyplin wykorzystuje nowoczesne metody badawcze, w tym teledetekcję, systemy informacji geograficznej (GIS) oraz modelowanie komputerowe. Dzięki tym narzędziom naukowcy mogą lepiej zrozumieć procesy zachodzące w środowisku naturalnym i przewidywać przyszłe zmiany w ekosystemach Ziemi.