清朝自1644年入關後，經過幾十年的征戰，到乾隆時期，才最後形成一個幅員遼闊的統一大帝國。乾隆時期(公元1736—1795年)，清朝國內轄地除盛京、吉林、黑龍江三將軍轄區以外，還包括稱為本部的18行省(山東、山西、陝西、甘肅、四川、河南、湖北、湖南、安徽、江蘇、江西、浙江、福建、廣東、廣西、貴州、雲南、直隸)和稱為藩部的內蒙古、青海蒙古、喀爾喀蒙古、西藏、新疆等地。清王朝的疆域：北至恰克圖，南至海南島、團沙群島，西至蔥嶺(帕米爾)，東至外興安嶺、庫頁島。清王朝不僅擁有這樣廣闊的疆域，而且對之實行了有效的統治和管理。建成的是一個國勢強大的統一國家，特別是經過康熙、乾隆兩次組織的大範圍全國地圖測繪工作，使當時人們對中國領土內的地理狀況有了相當深入的了解。較之前代、清人對境內山脈體系、江源、河源、氣候分佈規律等，都有新的認識。
關於全國的山脈體系認識，清初顧炎武等仍引用明末王士性《五嶽遊草》的論述，闡述當時人們對全國山脈(稱“龍”、“龍脈”)大勢的認識。清初康熙在國內進行了大規模的地圖測量，尤其是乾隆時期對新疆等地的擴測，使當時人們對中國的山川地理大勢的認識有了較大進步。其中對中國山脈體係也有了新的認識，如清代後期魏源的《蔥嶺三幹考》雲：
蔥嶺即崑崙，其東出之山分為三大干，以北乾為正。北幹自天山起祖，自伊犁繞宰桑泊(齋桑泊)之北，而趨阿爾泰山；東走杭愛山，起肯特嶺，為外興安嶺，包外蒙古各部，綿亙而東，直抵混同入海，其北盡於俄羅斯阿爾泰山為正幹。故引度長荒，東趨巴里坤哈密者乃其分支。分支短，盡乎安西州之布隆谷河。中乾自于闐南山起祖，經青海，由三危積石，繞套外為賀蘭山、陰山，歷歸化城宣府至獨石口外之多倫湖而起內興安嶺，至內蒙各部而為遼東之長白山，以盡於朝鮮、日本。複分數支，其在大漠內黃河北者為北支；在黃河南、漢水北者為中支；漢水南、江水北者為南支。南幹自阿里之岡底斯山起祖，起阿里東為衛藏，入四川、雲南，東趨兩粵，起五嶺，循八閩，以盡於台灣、琉球(《小方壺齋輿地叢鈔》第四帙)。
他認為中國境內的主要山脈體係有三條。其中北乾為阿爾泰山、杭愛山、外興安嶺一線，其南天山為北幹的分支山脈。中乾以崑崙山嚮東，經積石山、阿尼瑪卿山分為三支：北支由此向東北經賀蘭山、陰山、興安嶺、長白山；中支為秦嶺、伏牛山；南支為大巴山。南幹似自岡底斯山、巴顏喀拉山、橫斷山脈到南嶺。
儘管魏源的論述中，還有許多不全面的地方(如太行山、祁連山、喜瑪拉雅山的位置)，但基本勾勒出幾條主要山脈幹線，尤其是去掉了關於東南丘陵作為山脈體系的觀念，擴大了正確認識山系的範圍。
關於國內各區域的地理大勢，清初也已有比較清楚的認識。顧炎武《天下郡國利病書》中，就論述了全國各省會(政治、經濟中心)的形成與周圍地理環境的關係。
古代關於植被分佈規律，季風、信風等自然地理分佈現象，都有一定的認識。較之過去，清代主要有以下幾方面的發展，即關於中國第二條植被分界線的明確認識，植物分佈垂直帶譜，以及颱風的深入認識。
關於中國第二條植物分佈界線(南嶺)的認識，晉代嵇含早在《南方草木狀》中已有論述，如其所述：“蕪菁，嶺嶠(南嶺)以南俱無之。偶有士人因官攜種，就彼種之，出地則變為芥，亦橘種淮北為枳之義也”(嵇含：《南方草木狀》卷一)，即將南嶺作為蕪菁的種植分界線。此後，也有遊人士客注意到南嶺南北的植物差異現象。但直到明末清初時，屈大均才“更明確地提出把南嶺大庾嶺作為我國植物分佈的又一條分界線”。他在《廣東新語》卷二五中說到：
(榕樹)性畏寒，逾梅嶺則不生。故紅梅驛有數榕，為炎寒(炎熱，即南亞熱帶)之界，又封川西三十里分界村，二廣同日植一榕，相去三丈許，而東大西小，東榮西瘁，東榕又不落葉。咫尺間，地之冷暖已分如此。
自韶州西北行，榕多直出，不甚高，與廣州榕婆娑偃蹇者異。
關於植物分佈的垂直帶譜現象，先秦《管子·地員篇》中，就曾有描述，此後，各代都有零星記述，清末胡薇元在登峨眉山時，也曾觀察記錄了峨眉山的植被垂直分佈現象。他在《峨眉山行記》中寫道：
登解脫坡……躡蹬仰跂，積葉在足，……上白岩，四里逾白龍洞金龍寺，濃翠蔽嶺，松杉夾道，……灌木層累，使人不見其險，……五里上峰頂大乘殿，……地高風利，……六里，上羅漢三坡，荒嶺曼衍，古木連蜷，……山後荒漠蔓草。
他清楚地記述了峨眉山腳為常綠闊葉林植被(“積葉在足”)；山的上部為針葉林(“松杉夾道”)；再向上則為灌木叢(“灌木層累”)；到山頂就變成了高山草地景觀(“荒漠蔓草”)。
關於東南海陸風向的認識和記錄，古代認識也比較早。但關於颱風與颶風(寒潮或冷鋒大風)的差別、特點和發生規律進行比較科學區別的，卻是在清康熙時《台灣府志·風信》第一節中談到的。該書云：
風大而烈者為颶，又甚者為台(〔颶—'具'換'台'〕)。颶常驟發，台則有漸。颶或瞬發倏止；台則常連日夜，或數日而止。大約正、二、三、四月發者為颶；五、六、七、八月發者為台。九月則北風初烈，或至連日，俗稱九隆風，間或有台，則驟於春颶……四月少颶日，七月寒暑初交，十月小陽春，天氣多晴順也。最忌六月、九月，以六月多颶，九月多九隆也。十月以後，北風常作，然台颶無定期，舟人視風隙以來往。五、六、七、八月應屬南風，台將發則北風先至，轉而東南，又轉而南，又轉而西南始止……五、六、七月間風雨俱至，即俗所謂西北雨、風時而雨也，舟人視天邊有點黑，則收帆嚴舵以待之，瞬息之間風雨驟至，隨刻即止，若預待稍遲，則由帆不及而或至覆舟焉。
關於區域氣候特點也有新的認識，如對新疆周圍地區的氣候特徵，這時有了比較系統的了解。清肖雄在《聽園西疆雜述詩》卷四《氣候》中所述：
新疆氣候不齊，哈密猶屬東陲。而冬之寒，夏之熱皆倍於內地。即如夏日，晴則酷熱難禁，若天陰風起，忽如冬令，即值署天晴日，晝中大熱。早晚仍需棉服，即當炎日卓午，城中揮汗不止，出城北行三十里，至黑帳房地方，又寒氣逼人，氣候大約如此。蓋因地高土燥，蒸之以炎日，故熱不可擋……巴里坤在大谷中，為新疆極寒處，冬不待言，即夏日晴明，猶宜春服，若陰霾輒至，飛雪著裘者有之，吐魯番之熱，不但迥異各城，並倍於南省……伊犁雖在北路之西，而地當嶺外，氣候較北路和平多矣，常下雨，每當三月，大有春景，至九月猶不甚寒，南八城捷至伊犁，猶近溫線，故溫和而有雨。哈密捷至烏魯木齊及塔爾巴哈台，地與溫線較遠，與冷線較近，故雨澤甚稀，常數年不一見，邊地多風，常三五日一發，晝夜不止，塵沙入室，出戶不能睜眼。戈壁廣野中，尤猛烈難行，石子小者能飛，大者能走，沙石怒號，擊肉慾破，行人車馬遇之，須即停止，苟且遮避，若稍移動，即迷失不復得路矣。
此記載非常形象、生動，這樣準確具體記述該地區的氣候特點，是以前著作中所看不到的。
關於潮汐的發生規律及其原因，我國古代早有觀察、論述，並有專門著作(唐封演：《說潮》，載《全唐文》卷四四○，清俞思謙集歷代潮汐說成《海塘錄》一書等)。到了清代，人們仍在不斷探索各地潮汐的規律。顧炎武就對潮汐的發生和漲潮規律進行過總結，比較準確地描述了潮汐現象及其規律。關於潮汐發生的原因，我國很早已註意到潮汐與月球的關係。如唐封演首次提出了月亮和海水“潛相感”(相互作用)而引發潮汐的觀點。但此後，我國關於潮汐成因理論的探討，仍只限於潮汐出現與月球的運動規律的相互關係上，未能進一步解釋它們之間的引力機制等問題。直到清代，萬有引力定律以及許多西方科學知識傳入中國後，人們才開始用科學方法去探討、認識潮汐發生的原因。其中最著名的是魏源的潮汐成因論。魏源用萬有引力定律，從天體運動的角度，分析潮汐的成因，證實了月亮是引起潮汐的主要原因，指出了每天潮汐的變化時刻，闡述了地球、月球和太陽三者相對位置的變化，使引潮力增加或減少，從而形成每月兩次大小潮的變化。同時，他還指出：“然地球亦非四面全水，故潮之長落，各處亦不能盡同，況且，山、峽、洲、島阻束水勢，所以同時之潮，又有或高或低，或大或小，或長落，或不長落之別焉。”(《海國圖誌》卷九八)魏源的這一論述，標誌著我國古代潮汐成因理論的最高認識水平。
除了一般潮汐規律認識外，清代對我國著名的錢塘江潮的成因，也提出了比較合理的解釋。錢塘江潮是一處著名自然景觀，歷來注意的人不少，從地理、水文角度解釋其成因的也有頗多論述。如漢代王充認為主要是喇叭形河口地形的影響所致(王充：《論衡·書虛》)，晉代葛洪則提出了潮汐能量的概念(葛洪：《抱朴子·外佚文》，載《四部備要》子部)，唐代盧肇在繼承二人觀點基礎上，又進一步提出江水的作用，認為大潮是因江水與海水在狹窄河道相遇：“激而為鬥”，形成怒潮(盧肇：《海潮賦》，載《海潮輯說》卷上)。此後，燕肅經過調查，發現錢塘江河口存在南北互連的“沙潬〔dan擔〕”(攔門沙坎)，認為它是暴潮產生的重要原因(燕肅：《海潮論》，載姚寬《西溪叢語》卷上)。此後，各代的論述基本囿於以上各說。直到清代，人們才用綜合因素解釋錢塘江潮的成因。周春(公元1728—1815年)在他的《海潮說》中指出，錢塘江潮不同於他處的原因是：“他處之潮，海自海而江自江，故其勢雜。”而錢塘江潮，“海自東來，經東南大洋，入尖山口而一束，其勢遠且猛；江自西南，前揚波後重水，龕赭海門而亦一束，其勢隘且急，兩潮會於城南，激盪衝突”。這種江潮和海潮共同作用形成暴漲潮的理論，已得到現代暴漲潮理論的證實。表明清中葉，人們已能正確解釋錢塘江潮的成因。
關於地震的成因，清魏源通過觀察、分析，也提出了比從前正確的理論。他通過觀察鐵末、硫磺、水的化合反應，以及地震後的現象，指出：“地震者，地內硫磺、各石之類然(燃)燒也……總之，地中有溫泉及硫磺、各礦，其處則頻頻遭地震。”儘管此說不盡符合科學道理，但比過去用陰陽二氣來解釋地震成因，大大前進了一步。同時，魏源還注意到震前的異常現象，以及震中與周邊震區的關係等問題。如說：“其(地)體愈剛堅者，其震動愈遠。再，地動有因本處而震動他處者，有因他處而震動本處者。凡本處之動，上下搖動，其動也大；他處之動，兩旁搖晃，其動也小。”(《海國圖誌》卷九八)其分析都具有相當的科學道理。
對全國河流水汛特色認識上，清代也有進步。明末清初思想家王夫之從補給角度(雪、雨等)分析了河流水汛的成因，及其發生的時間，具有重要的科學意義。
明清治黃，依據“束水攻沙”的理論，常採用借清助黃以加大水量，提高衝沙能力，一般說來，根據河流挾沙能力與流速高次方成正比的原理，借清助黃是沒有問題的。但是，當黃河流量、流速都很大，而淮河助黃水量小時，便會產生倒灌現象。再則，當黃河高濃度含沙時，清水加入後，是否能促使河道沖刷或淤積，至今仍是一個值得研究的問題，當時陳法已註意到這一問題，是非常難能可貴的。乾隆時，御史胡定曾奏“河防事宜十條”中提出了溝澗築壩汰沙澄源的建議。其云：“黃河之沙多出自三門(峽)以上及山西中條山一帶破澗中，請令地方官於澗口築壩堰，水髮沙洩澗中，漸為平壤，可種秋麥。”這表明他不僅已認識到黃河泥沙主要是由於黃土高原的水土流失所造成的，而且還正確提出在黃土高原地區的丘陵溝壑區打壩攔泥，淤地種麥的措施。這個建議，與我國目前依據黃河水沙原理，在黃土高原地區採取的溝底打壩的水土保持措施，是完全相同的，但它早在200多年前被認識和提出，不能不引起我們的重視。遺憾的是，胡定的這一重要見解當時並未被注意和採納。但它仍然反映出那時人們對黃河水性、水沙規律的認識水平。
嘉慶時，河督康基田在《河源紀聞》中，曾談到他關於河流的河勢常態的認識。他說：“河中溜勢遷轉不一，隨水之大小而易其方，不可不權其變，如水小歸槽，水大走灘，水之常性也。”又說：“水小力聚於上灣，水大力猛，……則其力在下灣。”即正確指出：黃河下游水小時，一般河水歸槽，比降變緩，水流隨灣而行，衝力在上灣轉折處；水大時，比降增大，溜勢取直，衝力集中在下灣。
在清代有關黃河水利實踐的理論中，我們還應提到魏源關於黃河下游河道的認識。其中包含了他關於黃河下游地理形勢、黃河水性等多方面的正確地理觀念。關於黃河下游河道流向，他認為黃河北去由大清河入海是一條好的出路。他首先從黃河下游地理形勢上分析，說：“地勢北岸下而南岸高，河流北趨順而南趨逆，故挽復道，北難而南易。上游北決，則較下游其挽回尤不易。”“然則河之北決，非就下之性乎？每上游豫省北決，必貫張秋運河。趨大清河入海，非天然河槽乎？”他已認識到，一旦黃河由河南省北決，必然奪大清河入海，而且河決開封以上(封丘)，東北流經山東入海為最佳地點。他說：
近日黃河屢決，皆在南岸，誠為無益；即北決，而僅在下游徐、沛，歸德之間亦無益；惟北決於開封以上則大益。何則？河、濟，北瀆也，而泰山之伏脈界其中，故自封丘以東，地勢中隆高起，而運河分水龍王廟，遏汶成湖，分流南北以濟運，是河本在中乾之北。自有天然歸海之壑。
所以，他主張對北道大清河等加以整治，使之成為黃河下游備道。他還預見到銅瓦廂改道以前的黃河下游河道(由江蘇入海)，不會維持很久，大改道已成必然趨勢。因而，他進一步指出：“由今之河，無變今之道，雖神禹復生不能治，斷非改道不為功。人力預改之者，上也，否則待天意自改之，雖非下士所敢議，而亦烏忌不議。”(以上引文見《魏源集·籌河篇》)他認為，既然舊河道難以維持，不如有計劃地進行人工改道為好，否則黃河就要自找出路(氾濫決口改道)。事實上，在魏源這一論述後不久，咸豐五年(公元1855年)黃河即在蘭陽銅瓦廂決口改道，果真北行，沿大清河入海。這充分說明魏源分析的準確性。
關於華北平原上的漳河、永定河的治理，魏源通過實際考察，也提出過不少頗有見識的建議。他指出：在華北平原採取當時流行的“築堤束水法”治河，不是因地制宜，而是“逆水性”。主張“以不築堤為上策，順其性作遙堤者次之，強之就高，愈防愈潰，是為無策”。其理由是漳河、永定河兩岸，沙土佔十之八九，膠泥僅十之一二，若以沙土築堤，旋成旋潰，即使不潰決，也愈淤愈高，遇盛漲必建瓴而下，“其害十倍”(魏源：《畿輔河渠議》)。從區域地理特性來看，魏源的這種論述，包含了他對當地地理、水文環境的正確認識，是十分有見地的。
在自然地理規律認識上，最為突出的當推孫蘭關於流水地貌發育的理論——“變盈流謙”說。孫蘭把侵蝕和堆積看作是地貌發育過程中，相互關聯的二個方面，它們共同塑造和改變著地表面貌，並認為：在以流水為中心的地形演變中，有三種演變形式，即：漸變因素、突變因素和人為因素。他在《柳庭輿地隅說》卷上中說：
變盈流謙，其變之說亦有可異者。有因時而變(漸變)、有因人而變(人為因素)、有因變而變(突變)者。因時而變者，如大雨時行，山川洗滌(指散流、暴雨沖刷)，洪流下注，山石崩從，久久不窮，則高下易位。因人而變者，如鑿山通道，排河入淮，雍水溉田，起險設障，久久相因，地道頓異。因變而變者，如土雍山崩，地震川竭，忽然異形，山川改觀，如此之類，亦為變盈流謙。
在這裡，孫蘭將流水地形變化作為一個開放系統，指出了各種因素的影響和控製作用，它不僅比中國古代的任何地形發育觀點都要全面、系統，而且，相對於19世紀戴維斯的“地理循環論”的封閉系統和單一因素(地殼抬升)，應更有積極意義。遺憾的是它還缺乏許多科學的實證內容，尚難以同戴維斯的理論相提並論。不過，無論如何，在戴維斯200年以前的17世紀初，孫蘭能就流水地形發育提出這樣的理論見解，不論是在中國，還是在世界地理學史上，都是極具創新精神的。