地球科學是一門理論性很強的基礎自然科學，其研究具有重要的理論意義。地球科學承擔著揭示整個地球系統(tǒng)的物質組成、結構、構造和形成、演變規(guī)律的科學使命。它的研究對于人類正確地認識自然界、建立辯證唯物主義世界觀起著重要作用；同時，對整個自然科學的發(fā)展也具有重要促進和推動作用。近些年來，行星地球系統(tǒng)的整體行為、變化過程、層圈相互作用及地球動力學（包括宇宙環(huán)境影響）等方面的研究，促進人類開始建立全新的、科學的地球觀和宇宙觀。而且，當代自然科學的一些重大基本理論問題，如天體的起源與演化、行星系統(tǒng)的構造與動力學、生命的起源與演化等問題的探索與最后解決也都離不開地球科學的理論研究。

地球科學是人類在實踐和應用中逐漸發(fā)展起來的，其研究更具有重要的實際應用意義。

地球科學在尋找、開發(fā)和利用自然資源中起著巨大作用。自然資源主要包括能源資源、礦產(chǎn)資源、水資源及土地資源等。能源在整個國民經(jīng)濟中居于首要位置，而現(xiàn)階段的能源資源還主要是依靠石油、天然氣和煤等，這些都必須從地下尋找和開采；發(fā)展工業(yè)需要充足的礦產(chǎn)資源作為原料保證，發(fā)展農(nóng)業(yè)所需要的磷、鉀等肥料的原料也是來自于地下的礦產(chǎn)資源；水資源對人類社會的重要性更是不言而喻，無論工業(yè)、農(nóng)業(yè)還是民用都離不開水，而地下水是目前水資源的重要來源，也需要用地球科學的理論尋找和開發(fā)。

中華人民共和國成立以后的60多年來，我國地質工作者以自己的艱苦勞動為祖國的繁榮富強做出了重大貢獻。世界上已知的171種礦產(chǎn)在我國均已發(fā)現(xiàn)，已探明一定儲量的礦產(chǎn)達158 種，其中鎢、銻、鋅、鎂、石膏、石墨等的探明儲量居世界首位；煤、鐵、銅、錳、鋁、鉛、錫、鉬、金、汞等礦產(chǎn)的探明儲量位居世界前列；一批大型油田的相繼發(fā)現(xiàn)與開發(fā)，摘掉了我國貧油的帽子；在世界上有許多被認為是稀有金屬（如鈮、鉭、鈦、釩等）的礦產(chǎn)，經(jīng)勘探查明在我國并不稀有。地質及水文工作者還在西北、華北的干旱、半干旱地帶探明了大量地下水資源，緩解了當?shù)毓まr(nóng)業(yè)及民用缺水的威脅。

地球科學在指導人類如何適應、保護、利用和改造自然環(huán)境以及同各種自然災害作斗爭方面發(fā)揮著重要作用。氣象學的研究與人類的生活、生產(chǎn)等各方面的活動關系極為密切。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，利用短期和中、長期的氣象預報，可以加強各種農(nóng)事活動的計劃性，如播種、移栽、收割等；為了保護農(nóng)作物，避免或減輕一些不良天氣現(xiàn)象，如霜凍、干旱、大風、暴雨等的危害，必須洞悉這些天氣現(xiàn)象的發(fā)展規(guī)律。同樣，航空飛行也需要隨時掌握氣象情報來保證飛行安全；航海工作也要避免惡劣天氣的危害；強烈的暴雨、風、雪會影響陸上的交通安全；此外，水利、城市建設、林業(yè)乃至人類生活的一舉一動都無不與氣象或天氣變化有著緊密的聯(lián)系。

人類在發(fā)展生產(chǎn)和建設的過程中，常常需要修建一些大型的工程設施，如公路、鐵路、港口、水壩、核電站等，為了確保這些工程在建成后能安全運轉，就必須事先應用地質學的研究進行詳細的地基選址與場地穩(wěn)定性評價，弄清場地的地質條件，盡量避開各種不利因素。有些正在發(fā)生的地質作用常給人類生活的自然環(huán)境帶來不良后果，如水土流失、沙漠化等，這時，人類可以運用地球科學知識來設法保護和治理。此外，一些突發(fā)性的地質事件往往給人類造成巨大的災害，如地震、火山、滑坡、泥石流等，這時，人們可以根據(jù)它們產(chǎn)生的機理和發(fā)展規(guī)律，預測、預報或采取有效的措施防止災害的發(fā)生。

有關自然環(huán)境的利用、改造和管理的研究，首先必須進行定性評價，地理學是這類定性評價的主要依據(jù)。要實現(xiàn)生產(chǎn)力的合理布局，必須對全部地理條件加以綜合考慮，從區(qū)域規(guī)劃、建立合理的區(qū)域經(jīng)濟結構出發(fā)，擇優(yōu)選取。如農(nóng)業(yè)區(qū)劃、工業(yè)布局、交通建設、環(huán)保、城市規(guī)劃、旅游等多方面都有地理學的應用問題。其中主要是自然資源和條件的評價，人類影響地理環(huán)境所引起的變化預測，環(huán)境的合理地域組織，區(qū)域經(jīng)濟結構的優(yōu)選等方面的應用。

地球科學還將在指導人類社會如何實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮極其重要的作用。可持續(xù)發(fā)展主要涉及人口、資源、生態(tài)、環(huán)境、減災、經(jīng)濟、社會等諸多方面，其中包括地球科學許多領域的綜合性研究與應用。當前，人類正面臨著一系列艱巨的、緊迫的、深廣的、復雜的全球性環(huán)境問題、資源問題及社會發(fā)展問題，如大氣與水體污染、氣候異常、植被破壞、生物多樣性減少、水土流失和土地沙漠化、許多資源面臨枯竭、人口急劇膨脹等，這些環(huán)境、資源、人口等問題嚴重地威脅著人類的生存與發(fā)展。而且越來越多的事實證明，人類活動對環(huán)境惡化的影響強度還在不斷增加，對資源的過度利用與耗竭趨勢也仍在繼續(xù)。要盡快地控制、防止這種環(huán)境惡化的趨勢，并治理已出現(xiàn)的各種環(huán)境問題，力爭在較短的時間內使環(huán)境向良性轉化；抑制對資源的過度利用與依賴；并最終解決好人口、資源、環(huán)境協(xié)調發(fā)展的問題；這些都與地球科學有著密切關系，也是未來地球科學所面臨的主要任務。因此，可以說地球科學是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的科學基礎，它不僅要研究與可持續(xù)發(fā)展有關的自然演變（特別是資源、環(huán)境、全球變化等）規(guī)律，而且還要為社會發(fā)展提出規(guī)劃、管理依據(jù)（如資源永續(xù)利用、人與自然環(huán)境的和諧發(fā)展等）。