Luonnonmaantiede tutkii luonnonympäristöä ja sen piirteiden alueellista esiintymistä ja muutosta. Kohteina ovat maanpinnan muodot, veden kierto, ilmasto ja eliöiden levinneisyys. Tutkimusaiheina ovat monenlaiset luonnon prosessit, kuten maanjäristykset, tulvat tai vaikkapa ilmastonmuutoksen vaikutukset pohjoisten eläinlajien kehitykseen. Luonnonmaantieteen tutkimus auttaa ymmärtämään ympäristön jatkuvaa muutosta ja antaa keinoja ympäristön kestäväksi kehittämiseksi. Luonnonmaantiede hyödyntää myös muiden tieteenalojen osaamista. Näitä ovat muun muassa maan ja kallioperän rakennetta tutkiva geologia, ilmastoa ja säätä tutkiva meteorologia sekä elollista luontoa ja eliöiden kehitystä tutkiva biologia.