Los mapas de regiones relativamente pequeñas de la Tierra, como un estado o una provincia, muestran con precisión lugares, distancias y direcciones. Para regiones más grandes de la Tierra, como un hemisferio, o para toda la Tierra, un mapa no puede mostrar todas las distancias y direcciones con precisión porque la Tierra es redonda, mientras que los mapas son planos. Dependiendo del uso previsto del mapa, se han inventado diferentes técnicas cartográficas para mostrar algunos aspectos como las distancias de forma realista a expensas de otros aspectos como la dirección o el tamaño relativo de masas de tierra y masas de agua. Un mapa de Mercator es una técnica en la que las direcciones de la brújula se muestran como líneas rectas. Ayudó a los marineros a trazar rutas a lugares distantes y se convirtió en el estándar para la navegación mundial.
Se puede cortar un cilindro y extenderlo suavemente sobre la superficie plana de un mapa. Debido a esta propiedad, las personas han inventado diferentes asignaciones de globo a cilindro durante los últimos siglos. En un método de mapeo simple, uno envuelve una hoja de papel transparente en un cilindro alrededor del ecuador de un globo. Luego, mientras se mantiene el Polo Norte del globo apuntando hacia arriba, se pueden ver todos los puntos del globo en forma horizontal y marcarlos en el papel.
En este mapeo, las longitudes se representan como líneas verticales equidistantes y las latitudes como líneas horizontales. Las distancias este-oeste son precisas en el ecuador, pero se expanden en cualquier otro lugar. Por ejemplo, Groenlandia parece enormemente amplia. De hecho, los polos norte y sur se extienden a lo largo del mapa aunque en realidad son meros puntos. Esto es cierto para todas las asignaciones cilíndricas donde el cilindro se conecta al ecuador del globo.
En el mapeo descrito anteriormente, las distancias norte-sur se representan con precisión. Como las distancias este-oeste varían desde el ecuador hasta los polos, mientras que las distancias norte-sur no lo hacen, un mapa de este tipo causa dificultades al viajar a lugares distantes porque la ruta que se debe tomar no siempre se muestra como una línea recta. En 1569, el geógrafo y cartógrafo flamenco Gerardus Mercator inventó el mapa de Mercator en el que las rutas de cualquier dirección de la brújula se mostraban como líneas rectas. El mapa de Mercator se consideró una invención importante, ya que surgió en un momento en que la navegación y la navegación náutica estaban ganando importancia.
Mercator extendió las distancias de norte a sur para igualar el tramo de este a oeste en cualquier latitud dada. Esto hizo que las distancias, y por lo tanto la escala, fueran idénticas en todas las direcciones alrededor de cualquier punto. Sin embargo, las áreas alejadas del ecuador, como Groenlandia, parecían enormes porque eran muy anchas y muy altas. A pesar de esto, el método de mapeo de Mercator fue muy útil para los marineros.
Un mapa de Mercator es útil para representar las regiones desde el ecuador hasta el área alrededor de los círculos ártico y antártico. Más allá de eso, la distorsión en distancias y áreas es extremadamente grande. Hoy en día, los aviones pueden seguir las rutas más cortas del mundo; sin embargo, estas rutas no utilizan direcciones constantes de la brújula, sino rutas que se curvan constantemente llamadas «grandes círculos». Aún así, un mapa de Mercator es muy popular para mostrar áreas y países cerca del ecuador. Los mapas de Mercator a menudo son utilizados por software de mapas en línea establecido, ya que los cálculos para acercar y alejar se pueden hacer rápidamente.