La geografia física és la branca de la geografia que aborda l'estudi de les característiques naturals existents a la superfície de la Terra, és a dir, l'estudi de les condicions de la natura o el paisatge natural.
La superfície terrestre no és homogènia i varia d'un lloc a un altre a causa de la dinàmica interrelacionada dels diferents factors geogràfics entre si, i a causa d'altres factors. La manifestació local, producte d'aquesta dinàmica, es coneix amb el nom de paisatge, que en geografia és un fenomen d'especial interès i que molts consideren l'objecte d'estudi de la geografia.
L'evolució del paisatge, producte de la dinàmica de la superfície terrestre, és explicada pel cicle geogràfic. Des d'un punt de vista teòric, el cicle comença amb l'aixecament del relleu per processos geològics (falles, vulcanisme, sollevament tectònic, etc.). Els rius i l'escorrentia superficial comencen a crear les valls de forma de V entre les muntanyes (l'etapa anomenada joventut). Durant aquesta primera etapa, el relleu és més escarpat i més irregular. En un cert termini, els corrents poden tallar valls més amples (maduresa) i després començar a serpentejar, i a sobresortir-ne només suaus turons (senectut). Finalment, tot arriba a ser una planícia, un pla en l'elevació més baixa possible (anomenat nivell de base). Llavors, hi ha un altre aixecament de muntanyes i el cicle torna a començar.
Factors Els factors involucrats en la dinàmica evolutiva del paisatge es poden classificar en quatre grups:
Factors geogràfics El relleu es veu afectat tant per factors biòtics com abiòtics, dels quals es consideren pròpiament geogràfics aquells d'abiòtics d'origen exogen, com ara el relleu, el sòl, el clima i els cossos d'aigua. El clima es compon d'elements com ara la pressió, la temperatura i els vents. L'aigua superficial comprèn l'acció del vessament, l'acció fluvial i marina. Els gels, el modelat glacial, entre d'altres. Tots són factors que n'ajuden a la modelització, i afavoreixen els processos erosius. Factors biòtics L'efecte dels factors biòtics sobre el relleu sol oposar-se als processos de modelatge, especialment considerant-hi la vegetació, però hi ha molts animals que col·laboren en el procés erosiu, com ara els caprins. Factors geològics Per exemple, la tectònica, el diastrofisme, l'orogènesi i el vulcanisme, són processos constructius i d'origen endogen que s'oposen a la modelització i interrompen el cicle geogràfic. Factors antròpics L'acció humana sobre el relleu és molt variable, depenent de l'activitat que s'hi realitzi; en aquest sentit i com comunament passa amb l'ésser humà, és molt difícil generalitzar, i pot incidir a favor o en contra dels processos erosius.
Encara que els diferents factors que influeixen en la superfície terrestre es veuen inclosos en la dinàmica del cicle geogràfic, només els factors geogràfics contribueixen sempre en direcció al desenvolupament del cicle i al seu fi últim, el peneplà. Mentre que la resta dels factors (biològics, geològics i antròpics) interrompen o pertorben el desenvolupament normal del cicle.
Disciplines Cada branca de la geografia física estudia un component específic del paisatge o les interrelacions entre factors geogràfics. Nombroses branques constitueixen la geografia física i, entre aquestes, destaquen:
La climatologia, que emfasitza l'estudi del clima. Un antic i valuós manual d'aquesta ciència és el d'Austin Miller. El desenvolupament i divulgació de programes d'accés lliure amb imatges via satèl·lit de la superfície terrestre, que inclouen els patrons i processos atmosfèrics (centres d'acció, com ara els anticiclons i depressions) han fet créixer ràpidament aquesta ciència i la seva interpretació, tot i que els resultats de les noves tecnologies encara estan per veure's d'una manera més completa i coherent. La geomorfologia, que és l'estudi i comprensió de les formes del relleu de la superfície terrestre (muntanya, altiplà, plana sobre conques sedimentàries, volcans, etc.). Inclou també els processos que van originar aquestes formes del relleu i els processos geomorfològics actuals: meteorització, erosió, sedimentació, esllavissades en massa, etc. Fou una branca fundada a principis del pel geògraf nord-americà William Morris Davis, i actualment nombrosos geògrafs de moltes nacionalitats han desenvolupat aquesta disciplina, com per exemple, els francesos Jean Tricart, Emmanuel de Martonne, Max Derruau, Roland Paskoff i d'altres. Orografia. Part de la geografia física que tracta sobre la descripció i estudi de les muntanyes. Hidrografia i hidrologia. Són les ciències que estudien les aigües continentals (bàsicament, rius, llacs i aigües subterrànies): els rius i les seves conques (llits, cabal hidrogràfic, xarxes hidrogràfiques, curs superior, mitjà i inferior, aprofitament hidràulic, règim fluvial, dinàmica fluvial, etc.). La glaciologia, a diferència de la hidrografia, es preocupa pels cossos d'aigua en estat sòlid, com ara la glacera, els casquets, els icebergs, les plataformes de gel, etc. La geocriologia, que es dedica a l'estudi del pergelisòl. Oceanografia. Estudi dels oceans: característiques hidrològiques, físiques, biològiques, econòmiques, moviments de les aigües oceàniques, com ara les ones, marees, corrents oceànics, etc. Geografia litoral. Es dedica a l'estudi de les dinàmiques dels paisatges costaners. Biogeografia, amb les seves branques, la fitogeografia o geografia de les plantes, zoogeografia o geografia dels animals i l'ecologia del paisatge. Pedologia, que estudia els sòls des del punt de vista geogràfic. La paleogeografia, branca encarregada d'investigar i reconstruir la geografia d'èpoques passades i la seva evolució, de gran importància per a la resta de la geografia física, ja que serveix per a comprendre millor la dinàmica actual de la geografia del nostre planeta. L'estudi dels riscos naturals, ja que, malgrat que el nombre de desastres naturals no ha augmentat en els darrers anys, sí que ha augmentat el nombre de persones a qui afecten. És un tema del qual també s'ocupa la geografia humana.
Història de la geografia física A partir del naixement de la geografia com a ciència durant l'època clàssica grega i fins a finals del amb el naixement de l'antropogeografia o geografia humana, la geografia va ser gairebé exclusivament una ciència natural: l'estudi descriptiu de localització i la toponímia de tots els llocs del món conegut. Diverses obres, entre les més conegudes durant aquest llarg període, podrien citar-se'n com a exemple, des de les d'Estrabó (Geografia), Eratòstenes (Geografia) o Dionís Periegeta (Periegesis Oiceumene) a l'edat antiga, fins a les d'Alexander Von Humboldt (Cosmos) en el , en les quals es considerava a la geografia com una ciència fisiconatural, per descomptat, passant per l'obra Summa de Geografia, de Martín Fernández de Enciso, de començaments del , en què apareix assenyalat per primera vegada el Nou Món.
Entre els segles i , una polèmica presa de la geologia, entre els partidaris de James Hutton (tesi de l'uniformisme) i Georges Cuvier (catastrofisme), va influir poderosament en el camp de la geografia.
Dos processos desenvolupats durant el van tenir una gran importància en el desenvolupament posterior de la geografia física: el primer es refereix a l'imperialisme colonial europeu a Àsia, Àfrica, Austràlia i fins i tot a Amèrica, a la recerca de les matèries primeres exigides per la Revolució Industrial, que va contribuir al fet que es creessin i s'invertís en els departaments de geografia de les universitats de les potències colonials, i al naixement i desenvolupament de les societats geogràfiques nacionals, i que donà origen, així, al procés identificat per Horaci Capel com la institucionalització de la geografia. Un dels imperis més prolífics en aquest sentit va ser el rus. A mitjan , nombrosos geògrafs són enviats per l'almirallat rus en diferents ocasions per realitzar aixecaments geogràfics a la zona de l'Àrtida siberiana. Entre aquests, es troba qui és considerat el patriarca de la geografia russa: Mikhaïl Lomonóssov, qui, a mitjan decenni de 1750, comença a treballar en el departament de geografia de l'Acadèmia de Ciències per a realitzar investigacions a Sibèria; les seves aportacions en aquest sentit són notables: demostra l'origen orgànic del sòl, desenvolupa una llei general sobre el moviment dels gels que encara és vigent, i funda així una nova branca geogràfica: la glaciologia. En 1755, per iniciativa seva, es funda la Universitat de Moscou, on promou l'estudi de la geografia i la formació de geògrafs. El 1758, és nomenat director del departament de geografia de l'Acadèmia de Ciències, lloc des del qual elaboraria una metodologia de treball per a l'aixecament geogràfic, que guiaria per molt de temps les més importants expedicions i estudis geogràfics a Rússia. D'aquesta manera, la línia de Lomonóssov va continuar, i les aportacions de l'escola russa es van anar multiplicant mitjançant els seus deixebles, ja en el tenim grans geògrafs com ara Vassili Dokutxaiev, qui va realitzar obres de gran rellevància, com el Principi de l'anàlisi integral del territori, i els Chernozem russos, aquesta última la més important, on introdueix el concepte geogràfic de sòl, distingint-lo d'un simple estrat geològic, i fundant d'aquesta manera una nova àrea d'estudi geogràfic: la Podologia o edafologia. La climatologia rebria també un fort impuls des de l'escola russa mitjançant Wladimir Peter Köppen, la principal aportació del qual, la seva classificació climàtica, segueix vigent avui en dia, encara que amb algunes modificacions i millores. No obstant això, aquest gran geògraf físic també va contribuir a la paleogeografia mitjançant el seu treball Els climes del passat geològic, pel qual se'l considera el pare de la paleoclimatologia. Altres geògrafs russos que van realitzar grans aportacions a la disciplina en aquest període van ser N. M. Sibirtsev, Piotr Semionov, K. D. Glinka, Neustrayev, entre d'altres.
El segon procés important en va ser la teoria de l'evolució formulada per Charles Robert Darwin a mitjan (que va influir decisivament en l'obra de Ratzel, que posseïa una formació acadèmica com a zoòleg i era seguidor de les idees de Darwin), la qual cosa va significar un important impuls en el desenvolupament de la biogeografia.