Geowissenschaft ist die wissenschaftliche Erforschung unseres Planeten, der Erde. Es umfasst alle Wissenschaften, die sich auf die Erde konzentrieren, und verwendet Physik, Geologie, Geographie, Meteorologie, Mathematik, Chemie und Biologie. Die Geowissenschaften kennen im Allgemeinen vier „Sphären“ zum Studium der Erde: die Lithosphäre, die Hydrosphäre, die Atmosphäre und die Biosphäre, entsprechend Gestein, Wasser, Luft und Leben. Manchmal wird die Kryosphäre als eigenständiger Teil der Hydrosphäre betrachtet, und die Pedosphäre (Boden) wird als Teilmenge der Lithosphäre betrachtet.
Die Geowissenschaften haben viele einfache, aber wichtige Fakten über die Beschaffenheit unseres Planeten festgestellt. Ein wichtiger Faktenkomplex sind die relativen chemischen Häufigkeiten unserer Luft (78% Stickstoff, 21% Sauerstoff, 1% Wasserdampf, 93% Argon, ,03% Kohlendioxid, 002% sonstige) und Kruste (bestehend hauptsächlich aus Oxide, einschließlich 60 Siliziumdioxid oder Sand). Geowissenschaftler haben den Durchmesser (12,756 km oder 7,926 Meilen) und die Masse unseres Planeten (5.9736 × 1024 kg) genau gemessen. Sie haben auch die Bahn der Erde um die Sonne und ihre Auswirkungen auf jahreszeitliche Temperatur- und Wetterschwankungen gemessen.
Ein wichtiger Teil der Zusammensetzung der Erde ist ihre Biosphäre oder das gesamte Leben der Erde. Die Geowissenschaften untersuchen regelmäßig die Beziehung zwischen der Biosphäre und dem Rest des Planeten, insbesondere der Atmosphäre. Pflanzen wandeln atmosphärisches Kohlendioxid regelmäßig in Sauerstoff um, während Tiere das Gegenteil tun. Die gegenwärtige sauerstoffreiche Atmosphäre der Erde wurde vor Milliarden von Jahren geschaffen, als sich die Photosynthese entwickelte. Bei der Photosynthese entsteht als Nebenprodukt Sauerstoff. Die Entwicklung der Photosynthese war ein so bedeutendes chemisches Ereignis für die Erdatmosphäre, dass sie einen Namen hat – die Sauerstoffkatastrophe, benannt, weil die massive Freisetzung von Sauerstoff für viele der damals auf dem Planeten existierenden Organismen giftig war.
Eine der bedeutendsten Erkenntnisse der Geowissenschaften war in den 1950er Jahren, als bewiesen wurde, dass die Kontinente große Gesteinsplatten sind, die auf einem darunter liegenden flüssigen Mantel schwimmen. Dies ist heute als Plattentektonik bekannt, und Geowissenschaftler haben herausgefunden, dass an Punkten in der fernen Vergangenheit der Erde alle Kontinente zu einem Superkontinent namens Pangaea verschmolzen waren. Dies ist aus paläontologischer Sicht wichtig: Wenn die gesamte Landmasse der Erde zu einem einzigen Kontinent verdichtet worden wäre, wäre das Innere des Kontinents solchen Temperaturextremen ausgesetzt gewesen, dass komplexes Leben dort schwer zu überleben gewesen wäre.