Долгое время карты делали на основе наземной съемки местности, которую с помощью точных измерительных приборов проводили топографы. В 1839 г. был изобретен способ получения фотоизображений, а в 1858 г. француз Надар впервые взял в полет на воздушном шаре фотоаппарат, произведя первую в истории аэрофотосъемку поверхности Земли. В 30-х гг. ХХ столетия аэрофотосъемка стала основным методом создания карт, хотя и не заменила полностью наземную съемку.
Аэрофотоснимки получают с помощью специальных широкоформатных фотоаппаратов, установленных над отверстием в фюзеляже самолета. Самолет летает на одной высоте параллельными курсами, а съемка ведется так, чтобы последовательные снимки маршрута перекрывались. Используют два фотоаппарата: один участок местности фотографируется дважды с разных точек зрения. Положив два таких снимка (их называют стереопарами) под объектив стереоскопа, можно увидеть объемное изображение рельефа. Последовательные снимки соединяют в единое целое и получают фотокарту местности, на основе которой и создают карту.
Космические снимки, сделанные со спутников, заменяют тысячи аэрофотоснимков. Спутник пролетает над районами, труднодоступными даже для самолетов. Он может делать снимки изо дня в день, следя за быстро меняющейся облачностью, течениями в океане, снежным покровом. Для получения снимков стали использовать не фотоаппараты, а сканеры оперативно передающие информацию на Землю по каналам космической связи. Цифровые снимки, полученные с помощью сканеров, представляют собой мозаику из отдельных прямоугольных элементов — пикселов, каждому из которых соответствует хранимое в памяти компьютера число, обозначающее его яркость. На основании этих чисел изображение анализируют с помощью компьютерных программ.
Аэросъемку и космическую съемку можно вести, регистрируя невидимые глазу излучения теплового инфракрасного и радиодиапазона. На снимках, сделанных в инфракрасном диапазоне, отображается температура поверхности воды и суши, видны морские течения, участки с разной влажностью. Снимки в радиодиапазоне можно делать даже сквозь плотную облачность.