Великие географические открытия 15–17 вв. положили начало формированию единого географического кругозора. Была доказана шарообразность Земли, установлено единство Мирового океана, примерное соотношение суши и моря, обнаружены зоны постоянных ветров, открыты важнейшие морские течения. В географических описаниях этого периода наибольшее внимание уделялось тем явлениям природы, которые имели практическое значение для мореплавания (ветры, приливы, течения). Общеземлеведческое направление в географии стало приобретать прикладной характер: оно в первую очередь было подчинено нуждам навигации. Научные итоги Великих географических открытий подвёл Б. Варениус в своём труде «Geographia generalis» (1650), который явился первой попыткой определить географию как естественную науку о поверхности земного шара, рассматриваемого в целом и по отдельным регионам. Варениус подчёркивал значение опыта как источника географических знаний и математики в качестве основы для формирования географических законов. Во 2-й половине 17 в. – 1-й половине 18 в. интерес к изучению физико-географических явлений неуклонно возрастал (И. Ньютон, Г. Лейбниц, Э. Галлей, Ж. Бюффон и др.).

  Развитие землеведения в России связано главным образом с трудами М. В. Ломоносова («О слоях земных», 1763, и др.). Во 2-й половине 18 в. появляются монографические исследования природы отдельных территорий (среди них – «Описание земли Камчатки» С. П. Крашенинникова). Термин «Ф. г.» становится общепринятым, хотя его содержание ещё четко не определилось. Успехи естественных наук, и в первую очередь физики, способствовали, особенно со 2-й половины 18 в., постепенному переходу от натурфилософских концепций к естественнонаучному объяснению ряда природных процессов на земной поверхности, в атмосфере и океане. Это стало возможным благодаря экспериментальному изучению многих природных явлений (с использованием барометра, термометра, гигрометра и др. приборов). Большое значение для Ф. г. имели точные топографические съёмки и создание обзорных карт на математической основе. Ко 2-й половине 18 в. относятся первые попытки природного районирования земной поверхности во Франции и России.

  В 1-й половине 19 в. важную роль в развитии физико-географических наук сыграла их тесная связь с физикой (Ф. г. часто рассматривалась как часть физики и в её разработке активное участие принимали физики, например Э. Х. Ленц), а в дальнейшем – с биологией (особенно под влиянием идей Ч. Дарвина). В течение 19 в. происходила интенсивная специализация Ф. г., начали формироваться климатология, биогеография, гидрология, геоморфология, почвоведение.

  Наряду с углубляющейся дифференциацией Ф. г. усилился интерес к изучению взаимных связей между отдельными компонентами природы земной поверхности. А. Гумбольдт («Космос», т. 1, 1845) видел цель Ф. г. в исследовании общих законов и взаимосвязей между отдельными природными явлениями на Земле в целом. Особое внимание при этом он уделял зависимостям между растительностью и климатом. В своих исследованиях по Ф. г. он широко применял сравнительно-географический метод и настаивал на необходимости использования исторического метода. Комплексный подход к изучению природных явлений обнаруживается и в трудах рус. путешественников-натуралистов 40–60-х гг. 19 в. – Э. А. Эверсмана, А. Ф. Миддендорфа, Н. А. Северцова, И. Г. Борщова и др.

  В последней четверти 19 в. трудами В. В. Докучаева были заложены основы современной Ф. г. Опираясь на учение о почве, он в 1898 высказал мысль о необходимости новой науки, о соотношении и взаимодействии между всеми компонентами живой и неживой природы и сформулировал закон зональности. Докучаев положил начало комплексным (в т. ч. стационарным) физико-географическим исследованиям. Созданная им географическая школа (А. Н. Краснов, Г. Н. Высоцкий, Г. Ф. Морозов и др.) продолжила разработку проблемы зональности и идеи природно-территориального комплекса. Изучая внутризональные физико-географические закономерности, последователи Докучаева пришли к представлению о ландшафте географическом . Л. С. Берг подчеркнул (в 1913) единство его компонентов и связь ландшафтов с определёнными природными зонами. Учение о зонах природы было положено в основу физико-географического районирования России (в т. ч. в прикладных целях – с.-х., лесоводственных, агролесомелиоративных и др.)

  Вне связи с ландшафтно-географическими идеями П. И. Броунов сформулировал (в 1910) понятие о наружной оболочке Земли (объединяющей лито-, гидро-, атмо- и биосферу). Согласно Броунову, изучение строения этой оболочки, взаимодействия её частей и составляет предмет Ф. г.; эта важная мысль не привлекла тогда внимание географов, и учение о ландшафте ещё долго развивалось в отрыве от общеземлеведческих концепций. К пониманию единства общего и частного в Ф. г. ближе других в 1914 подошёл Р. И. Аболин. Он предложил систему природных комплексов Земли, начиная от внешней её оболочки (эпигенемы) до элементарной территориальной единицы (эпифации), причём ясно указал на 2 важнейшие закономерности физико-географической дифференциации – зональность и азональность. В те же годы комплексным подходом к изучению ряда компонентов природной среды выделялись исследования А. И. Воейкова, Г. И. Танфильева, Д. Н. Анучина и некоторых др. рус. географов.

  В зарубежных странах в конце 19 – начале 20 вв. Ф. г. ещё не оформилась как научная дисциплина, хотя физико-географическим сведениям отводилось значительное место в страноведческих описаниях, особенно в трудах французской школы «географии человека» . Выделяются отдельные физико-географические исследования, в частности по природному районированию и ландшафтоведению (Э. Хербертсон, З. Пассарге). Сводки по общему землевладению (Э. Мартонн и др.) строились обычно по отраслевому плану.

  После Великой Октябрьской революции в СССР были осуществлены широкие исследования различных природных компонентов (климат, реки, почвы, растительность и др.), усилился интерес к комплексным физико-географическим проблемам – детальному физико-географическому районированию, ландшафтной съёмке, созданию ландшафтных карт. Для развития общей теории Ф. г. в 20–30-х гг. выдающееся значение имели идеи В. И. Вернадского о биосфере, геологической и геохимической роли организмов. Основные направления теории Ф. г. в 30-е гг. разрабатывали Л. С. Берг и его последователи (исследования ландшафта, взаимодействия его отдельных компонентов, основных форм и факторов его динамики) и А. А. Григорьев (развитие понятия о физико-географической оболочке Земли и основных чертах её структуры, применение количественных методов для изучения физико-географических процессов). Труды Л. С. Берга, И. П. Герасимова, К. К. Маркова составили существ, вклад в палеогеографию.

  В 50–60-е гг. исследования в области ландшафтоведения значительно активизировались, причём главное внимание уделялось ландшафтной съёмке и созданию ландшафтных карт. В связи с этим разрабатывались вопросы таксономии природных территориальных комплексов, морфологии и классификации ландшафтов, а также физико-географического районирования (Д. Л. Арманд, Н. А. Гвоздецкий, А. Г. Исаченко, С. В. Калесник, Ф. Н. Мильков, Н. И. Михайлов, В. С. Преображенский, Н. А. Солнцев, В. Б. Сочава и др.). Важным направлением в работе физико-географов явилось создание региональных сводок, посвященных природе СССР и зарубежных стран (Б. Ф. Добрынин, С. П. Суслов, Э. М. Мурзаев, М. П. Петров и др.). На стыке Ф. г. со смежными науками возникли биогеоценология (В. Н. Сукачев), геохимия ландшафта (Б. Б. Полынов). Практический опыт комплексных ландшафтных исследований и успехи отдельных физико-географических наук в сфере изучения планетарных процессов (радиационного и теплового баланса Земли, глобального влагооборота, взаимодействия атмосферы и Мирового океана, многолетних колебаний теплового режима и увлажнения) способствовали дальнейшему развитию общего землеведения (С. В. Калесник, К. К. Марков, А. М. Рябчиков, М. М. Ермолаев).