Grenarna inom geovetenskap eller geovetenskap är geologi, geografi, oceanografi, atmosfärsvetenskap, geoinformatik, markvetenskap och glaciologi. Ny utveckling har dock utökat grenarna inom geovetenskapen till att omfatta en samling studier som kallas miljövetenskap. Dessa syftar till att undersöka de miljöförhållanden som positivt och negativt påverkar alla levande varelser på jorden. Grenarna inom geovetenskap kan också delas in i undergrenar, såsom mineralogi, meteorologi och marinbiologi. Som namnet antyder är alla grenar av geovetenskapen studier riktade mot jorden, de levande varelserna och de faktorer som påverkar hur de lever, såväl som de icke-levande sakerna.
Enligt tidiga forskare är geovetenskap likvärdig med geologi, som undersöker den fasta delen, eller litosfären, av jorden. Jorden är dock inte helt fast, eftersom den också inkluderar en flytande del som kallas hydrosfär och en gasformig del som kallas atmosfär. Således har termen definierats som inbördes relaterade studier om den fasta jorden, jordens vatten och de olika atmosfäriska fenomenen på den. Geologi har då betraktats som en av de stora grenarna inom geovetenskapen; detta handlar specifikt om de material som jorden är gjord av, hur vissa processer påverkar dessa material och de tidigare händelserna som hjälpte till att forma jorden sedan dess början.
Geografi anses vara en av de äldsta akademiska disciplinerna och handlar om förändringar på jordens yta och människors förhållande till sin miljö. Dess komplexitet fick experter att dela upp den i två grenar, fysisk och mänsklig geografi, som ytterligare är uppdelade i flera discipliner. Under tiden studeras jordens hav och deras gränser i oceanografi. Haven är sammanlänkade för att täcka 71 % av jordens yta och tjänar som matkällor för människor och djur. De fungerar också som genomfart för fartyg med anknytning till handel och handel, och som en faktor som påverkar väder och klimat.
Atmosfären, såväl som dess fysikaliska och kemiska egenskaper, är i fokus för atmosfärsvetenskaperna. Denna studie involverar flera discipliner, såsom klimatologi och meteorologi; inom klimatologi är de huvudsakliga metoderna för klassificering av klimat empiriska, genetiska och tillämpade. I empirisk klassificering identifieras klimat enligt observerbara egenskaper; i genetisk klassificering, enligt antagna orsaker; och i tillämpad klassificering, enligt klimatets effekter på annan atmosfärisk förekomst. För meteorologin ligger fokus på de observerade vädermönstren, som tyfoner och monsuner.
Geoinformatik handlar om analys av problem relaterade till jorden. Dess grenar inkluderar geostatistik och geodesi. Markvetenskap, som inkluderar pedologi och edafologi, undersöker markbildning, sammansättning och klassificering, samt hur den ska hanteras på rätt sätt. Glaciärer och tidigare händelser som involverar glaciärer studeras inom glaciologin. Det är viktigt att studera glaciärer eftersom de spelar en roll i klimatförändringar.