1. Geologi mempelajari lapisan batuan dari kulit Bumi (atau litosfer) dan perkembangan sejarahnya. Cabang utama dari ilmu ini adalah mineralogi, petrologi, geokimia, paleontologi, stratigrafi dan sedimentologi.
2. Geofisika mempelajari sifat-sifat fisis Bumi, seperti bentuk Bumi, reaksi terhadap gaya, serta medan potensial Bumi (medan magnet dan gravitasi). Geofisika juga menyelidiki interior Bumi seperti inti, mantel Bumi, dan kulit Bumi serta kandungan-kandungan alaminya.
3. Geodesi ilmu tentang pengukuran dan pemetaan permukaan Bumi dan dasar laut.
4. Ilmu tanah mempelajari lapisan terluar kulit Bumi yang terlibat dalam proses pembentukan tanah (atau pedosfer). Disiplin ilmu utama antara lain adalah edafologi dan pedologi.
5. Glasiologi mempelajari bagian es dari Bumi (atau kriosfer).
6. Ilmu atmosfer mempelajari bagian gas dari Bumi (atau atmosfer) antara permukaan Bumi sampai lapisan eksofer (~1000 km).

   Cabang utama bidang ini adalah meteorologi, klimatologi, dan aeronomi.

   • Klimatologi (Yunani: κλίμα, Klima, "wilayah, zona"; dan-λογία,-logia) adalah studi iklim, ilmiah didefinisikan sebagai kondisi cuaca rata-rata selama periode waktu tertentu, dan merupakan cabang dari ilmu atmosfer . Pengetahuan dasar iklim dapat digunakan dalam peramalan cuaca jangka pendek dengan menggunakan teknik analog seperti El Niño - Southern Oscillation (ENSO), yang Madden-Julian Oscillation (MJO), Osilasi Atlantik Utara (NAO), Annualar Utara Mode (NAM ), osilasi Arktik (AO), Pasifik Utara (NP) Index, Decadal Pasifik Oscillation (PDO), dan Pasifik Interdecadal Osilasi (IPO). Model iklim digunakan untuk berbagai tujuan dari studi mengenai dinamika iklim cuaca dan sistem untuk proyeksi iklim pada masa mendatang.

   Kimia atmosfer adalah cabang ilmu atmosfer yang mempelajari kimia atmosfer Bumi dan planet-planet lain. Bidang multidisiplin ini melibatkan kimia lingkungan, fisika, meteorologi, pemodelan komputer, oseanografi, geologi, vulkanologi, dan disiplin-disiplin lainnya. Riset-riset yang dilakukannya semakin berhubungan dengan bidang ilmu lain seperti klimatologi.

   • Meteorologi adalah ilmu yang mempelajari atmosfer Bumi khususnya untuk keperluan prakiraan cuaca. Kata ini berasal dari bahasa Yunani meteoros atau ruang atas (atmosfer), dan logos atau ilmu pengetahuan yang mempelajari dan membahas gejala perubahan cuaca yang berlangsung di atmosfer.

   Hidrometeorologi

   • Paleoklimatologi merupakan ilmu mengenai perubahan iklim yang terjadi dalam seluruh rentang sejarah Bumi