资本主义从19世纪中叶开始进入全盛时期。生产的发展和科学技术的进步，推动了地质学各分支学科的全面发展，新的研究领域不断出现。19世纪后期，欧洲一些资本主义强国除在本国开展地质调查外，还普遍在亚、非、拉美等地区进行矿产资源和地质的调查。
◆古生物、地层研究的丰硕成果
古生物、地层研究成果在19世纪40年代以后大量涌现。法国的多比尼关于有孔虫、爱德华兹关于珊瑚、英国的戴维森关于腕足类、欧文关于爬行类、奥地利的修斯关于菊石、美国的沃尔科特关于三叶虫等研究为古生物学奠定了基础。在达尔文的《物种起源》和海克尔的《普通形态学》发表以后，古生物学研究在进化论思想指导下，进入了新的阶段。
同时，各地区的地层系统陆续确立。其中有洛根和范海斯关于北美前寒武系的研究，霍尔、沃尔科特等人关于北美古生界的研究和巴朗德关于中欧古生界的研究。在地层对比中最早使用阶和带的是法国的多比尼和德国的奥佩尔。
◆近代地理学的奠基人——李特尔
李特尔(1779～1859)是德国人文地理学家、近代地理学奠基人之一，是柏林地理学会创建人，也是著名的地理教育家。
1804年，李特尔出版的《欧洲地理》一书指出：“地球及其居民相互密切联系，忽视任何一方就不能理解另一方。因此历史与地理必须携手并进。国家影响人民，人民影响国家。”1817年，李特尔因《地学通论》又名《地球科学与自然和人类历史》的出版而享有盛名。《地学通论》到1859年共出版了19卷，是一部代表作者主要学术成就的巨著。这是一部按洲论述世界的著作，全书未能完成。此书主要根据他人观察到的资料汇编，叙述各个区域的自然特征，主要物产和人口，以及一些历史事件和探险旅行，最后是一般性总结。
他首创“地学”一词，替代了过去“地球描述”，强调人地相关的综合性和统一性，地理因素和历史与文化的相互影响。他的区域描述以及对地面现象的综合比较法一直为后人所采用，对科学的地理学创立作出了重要贡献。
◆近代地理学的奠基人——洪堡
洪堡(1769～1859)是德国探险家和自然科学家、近代地理奠基人，近代地质学、气候学、地磁学、生态学创建人之一。
洪堡将毕生贡献于考察自然界，足迹遍及欧洲和南北美洲。他的报告《新大陆热带地区旅行记》(30卷)，是新大陆自然、经济和政治的第一部百科全书和拉美北部的第一部区域地理著作。他提出世界年均温等值线图和大陆性概念，以及植物纬向水平地带学说，是地理学的重要理论，从而公认他为自然地理学和植物地理学的创始人。洪氏代表作《宇宙》，解决了近代地理学的三大问题。
近代地理学的发展
19世纪末，德国的李希霍芬将地球表面分为岩石圈、大气圈、水圈和生物圈4个圈，认为地理学是研究地球表面及与其有因果联系的事物和现象的科学。20世纪初，瑞典的德·耶尔充实了李氏关于地球表面的内容，认为它是岩石圈、水圈、大气圈、生物圈和人类圈5个圈的交互重叠地带。这样，地理学的定义便具体化了。
近代地理学是继地质学、人类学之后开始发展的。19世纪的亚、非大陆内部勘测，美国的西部大考察，澳大利亚的沿岸开发以及南、北极的探险，均为地理学积累了大量第一手的资料，并结合测绘技术的进步，出现了一批较精确的国家和世界地图或图集。随着地理学的进一步发展，出现了各分支学科的分化。在气象学、海洋学、土壤学等独立发展后，一些地理学家强调区域或景观的方向，另一些学者则推行了人文化运动，使地理学的人文分支蓬勃发展。20世纪30年代以后，地理学逐渐向参与经济工作过渡，西方的应用地理学和前苏联的建设地理学应运而生。
◆看地图的启示——大陆漂移说的诞生
魏格纳(1880～1930)是一位德国气象学家。1910年的一天，他去医院看病。在候诊室里，他一边看墙壁上的地图一边等待治牙病。看着看着，他发现：大西洋两岸的轮廓竟是如此对应；巴西东端的突出部分与非洲的几内亚湾就像一张纸剪开来那样吻合；再仔细看下去，巴西海岸的每一个突出部分，都可以在非洲西岸找到相对应的海湾……这时，他脑子里掠过一个惊人的念头：是不是非洲与美洲大陆曾经是连在一起的？
魏格纳研究了大西洋两岸的山系和地层，发现在它们之间处处都能连接起来：非洲南端的开普敦山脉可以与南美的布宜诺斯艾利斯山连接；非洲高原和巴西高原的岩石一致；欧洲的煤层可以延续到北美洲……此外，印度与马达加斯加岛、非洲之间的地层构造，南极洲与澳大利亚之间的地层构造，都可以找出对应关系。
达尔文研究生物之间存在的亲缘关系也是个例证。比如，有一种蜗牛，既发现于德国和英国，也分布于北美洲，而这种行动迟缓的动物，是没有跨越大西洋的本领的；同样，在南美、非洲和澳大利亚都生活着一种淡水性肺鱼。在这些大陆上还有许多的同类动物的化石，更是有力的证明。
魏格纳吸收了地质学和古生物学的知识，他穷搜博览，多方查证，获得了多方面的证据之后，提出了大陆漂移说。他认为大陆原来是一个统一的整体，后来在天体引潮力和地球自转所产生的离心力的作用下而破裂成几块，逐渐形成今日世界上大洲和大洋的分布情况。
魏格纳的大陆漂移说在解释诸如大陆移动的原动力、深源地震、造山构造等一些重大问题时遇到了困难，故沉寂了近半个世纪。直到20世纪60年代板块构造理论提出之后，大陆漂移说才又为人们所重视。