ภูมิศาสตร์กายภาพสามารถแบ่งออกเป็นหลายสาขาย่อยดังต่อไปนี้

• ธรณีสัณฐานวิทยา เป็นสาขาเกี่ยวกับลักษณะพื้นผิวและกระบวนการเกิดรูปร่างของโลกทั้งในอดีตที่ผ่านมาจนถึงปัจจุบัน
• อุทกวิทยา เป็นสาขาที่เกี่ยวข้องกับปริมาณละคุณภาพของน้ำที่เคลื่อนไหวและสะสมอยู่ในดินและหินรวมถึงเหนือผิวดินด้วยซึ่งมีความเกี่ยวข้องกับวัฏจักรของน้ำ
• วิทยาธารน้ำแข็ง เป็นการศึกษาเกี่ยวกับธารน้ำแข็งและพืดน้ำแข็ง รวมทั้งในเรื่องของหิมะภาคและปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับน้ำแข็ง
• ชีวภูมิศาสตร์ เป็นศาสตร์ซึ่งเกี่ยวข้องกับลักษณะแบบรูปทางภูมิศาสตร์จากการกระจายของสปีชีส์ต่างๆ รวมถึงกระบวนการที่มีผลต่อแบบรูปด้วย
• ภูมิอากาศวิทยา เป็นการศึกษาว่าด้วยลักษณะภูมิอากาศ ซึ่งถูกกำหนดโดยสภาพอากาศจากผลเฉลี่ยของระยะเวลาที่เกิดขึ้น
• อุตุนิยมวิทยา เป็นการศึกษาเชิงสหวิทยาการทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับบรรยากาศ ว่ามีกระบวนการทางสภาพอากาศและการคาดการณ์ในช่วงเวลาสั้นๆ (ตรงข้ามกับภูมิอากาศวิทยา)
• ปฐพีวิทยา เป็นการศึกษาเกี่ยวกับดินในสิ่งแวดล้อมทางธรรมชาติ
• ภูมิศาสตร์บรรพกาล เป็นการศึกษาแบบสหสาขาวิชาว่าด้วยการตรวจสอบวัสดุในชั้นหินเพื่อแสดงการกระจายของภาคพื้นทวีปผ่านธรณีกาล
• ภูมิศาสตร์ชายฝั่ง เป็นการศึกษาพลวัตระหว่างมหาสมุทรกับแผ่นดินที่มีผลต่อชายฝั่ง โดยผสานองค์ความรู้ของภูมิศาสตร์กายภาพ (เช่น ธรณีสัณฐานวิทยาชายฝั่ง ธรณีวิทยา และสมุทรศาสตร์) และภูมิศาสตร์มนุษย์ที่มีต่อชายฝั่ง
• สมุทรศาสตร์ เป็นสาขาของภูมิศาสตร์กายภาพว่าด้วยการศึกษาทะเลและมหาสมุทรของโลก
• ควอเทอร์นารีไซน์ เป็นสาขาที่เป็นสหวิทยาการว่าด้วยการศึกษาถึงยุคควอเทอร์นารี
• นิเวศวิทยาภูมิทัศน์ เป็นสาขาย่อยของนิเวศวิทยาและภูมิศาสตร์ว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงเชิงพื้นที่ของภูมิทัศน์ว่าส่งผลต่อต่อกระบวนการทางนิเวศวิทยา เช่น การกระจายและการไหลของพลังงาน วัสดุ และปัจเจคบุคคลในสิ่งแวดล้อม
• จีโอเมติก เป็นสาขาว่าด้วยการรวบรวม จัดเก็บ ประมวลผล และการนำส่งข้อมูลทางภูมิศาสตร์หรือข้อมูลอ้างอิงตำแหน่ง
• ภูมิศาสตร์สิ่งแวดล้อม เป็นสาขาของภูมิศาสตร์ว่าด้วยการวิเคราะห์ปฏิสัมพันธ์เชิงพื้นที่ระหว่ามนุษย์กับธรรมชาติของโลก