Khoa học trái đất có thể được chia thành nhiều nhánh, bao gồm: địa chất, hải dương học, khí hậu, khí tượng học và khoa học môi trường. Thiên văn học cũng được coi là một nhánh trong khoa học trái đất.
Địa chất được định nghĩa là ngành nghiên cứu các vật liệu và cấu trúc tự nhiên của Trái đất, cùng với các quá trình tạo ra chúng. Các nhà địa chất học nghiên cứu các quá trình tự nhiên trên Trái đất. Họ cũng nghiên cứu cách con người có thể sử dụng các nguồn tài nguyên được tìm thấy trên Trái đất làm tài nguyên. Hải dương học có thể được coi là một nhánh phụ trong địa chất học nghiên cứu môi trường bên trong các đại dương.
Khí hậu học là nghiên cứu về bầu khí quyển của Trái đất. Các nhà khí hậu học cố gắng hiểu rõ hơn về cách thức và lý do khí hậu trải qua những thay đổi. Khí tượng học tương tự như khí hậu học nhưng tập trung nhiều hơn vào các hình thái thời tiết ngắn hạn và thiên tai. Các nhà khí tượng học sử dụng radar, vệ tinh và các công cụ khác để theo dõi và dự đoán thời tiết.
Khoa học môi trường tập trung vào những tác động của con người đối với môi trường Trái đất. Nó liên quan chặt chẽ đến khí hậu học, vì các nhà khoa học môi trường cũng quan tâm đến biến đổi khí hậu. Các nhà khoa học môi trường cũng nghiên cứu cách môi trường Trái đất tác động đến sức khỏe con người, cách làm sạch và xử lý ô nhiễm đúng cách, cách tăng hiệu quả của các kỹ thuật công nghiệp để giảm tác động đến môi trường và ảnh hưởng của các hóa chất khác nhau đối với môi trường.
Các nhà thiên văn học nghiên cứu không gian bên ngoài. Họ sử dụng kính thiên văn để theo dõi và khám phá các hành tinh, mặt trời và thiên hà xa xôi. Họ cũng giúp thiết kế và xây dựng các tàu thăm dò và vệ tinh được sử dụng để thu thập thêm thông tin.
