Диференціація наук стала ще одним важливим стимулом для розвитку картографії. Тематичні карти стали широко використовуватися для вивчення розташування різних природних і суспільних явищ, для дослідження їх просторових закономірностей, зв’язків. Потреба в тематичних картах швидко росла, коли відповідні галузі (наприклад, геологія) направлялись на службу практики.
На сучасному етапі знання карти і уміння користуватися нею дозволяють орієнтуватися в географічному просторі, черпати з неї найрізноманітнішу географічну інформацію: про розміщення об’єктів і явищ, їх розміри, склад, віддаленості один від одного і т. ін. «Географічна карта, — писав професор В.П. Буданов, — таке своєрідне, стисле, але разом з тим багатоосяжне відображення на невеликому аркуші паперу великого розмаїття фактів, предметів і явищ, що наповнюють собою будь-який земний простір, якого не можуть замінити ніякі інші способи зображення, а тим більше ніяке, хоча б найдетальніший, опис» [11, с. 3].
Важлива властивість карт — можливість моделювання явищ, недоступних безпосередньому спостереженню, які скриті в надрах землі або відбуваються в атмосфері (карти геологічні, синоптичні, кліматичні та ін.). Необхідно також зазначити, що явища дійсності можна зображати з різною мірою деталізації (генералізації), не спотворюючи, не викривлюючи їх сутності [15].
Все це зробило географічні карти важливим засобом вивчення природознавства та географії. Їх значення настільки велике, що його неможливо переоцінити. Торкаючись цього питання, М.М. Баранський зазначав, що «забезпечення викладання географії можливо із використанням пристосованих для цілей навчання карт є важливим і найбільш ефективним засобом підвищення всієї постановки навчального процесу по лінії географії та природознавства» [7, с. 294].
З позицій сучасної методики викладання природознавства карта є триєдиним засобом навчання: вона служить об’єктом вивчення, засобом наочності та джерелом знань про географічні явища, що вивчаються. Всі три компоненти картографічних знань взаємозв’язані й взаємодіють один з одним, оскільки, не знаючи карти, неможливо використовувати її як засіб наочності та джерело знань.
В той же час робота з картою як джерелом знань сприяє удосконаленню знань про саму карту. Тим не менше вихідним, ведучим компонентом картографічних знань є знання самої карти. З цієї причини використанню карти як засобу наочності та джерела знань передує робота по вивченню карти як об’єкта пізнання, тобто по формуванню картографічних знань.
Географічна карта — зменшене узагальнене зображення земної поверхні на площині в певній проекції, з урахуванням кривизни поверхні, що показує розміщення, поєднання та зв’язки природних і суспільних явищ, які відбираються і характеризуються відповідно до призначення даної карти [13].
Визначення географічної карти тільки як креслення земної поверхні недостатньо, оскільки географічні карти можуть відображати найрізноманітніші природні та соціально-економічні явища. Географічні карти здатні передавати просторові зміни цих явищ у часі. Для них властиві: особливий математичний закон побудови (картографічні проекції), зображення явищ за допомогою особливої знакової системи — картографічних знаків, відбір і узагальнення зображуваних явищ.
Як зазначає Т.М. Байбара [4], географічні карти закономірно розглядати як наочні образно-знакові моделі. Їм притаманні основні риси моделей взагалі: абстрагування від цілого для дослідження частини — конкретної території, конкретних явищ і процесів; спрощення, що полягає у відмові від урахування багатьох характеристик і зв’язків та в збереженні деяких, найбільш суттєвих; узагальнення, що має на увазі виділення спільних ознак і властивостей та ін. Ці абстракції сприяють глибшому пізнанню явищ, що зображаються на географічних картах.
Географічні карти мають певні особливості. Зокрема, В.П. Голов [15] виділяє такі:
1) перша особливість географічних карт — побудова за допомогою картографічних проекцій, які дозволяють отримати за картами правильні дані про положення, планові розміри та форму земних об’єктів, що зображуються;
2) друга особливість географічних карт — використання картографічних знаків як особливої мови карти — дає можливість:
а) зображати земну поверхню із бажаним зменшенням (тобто в бажаному масштабі), щоб охопити одним поглядом необхідну частину або навіть всю земну поверхню, відтворюючи при цьому на карті ті об’єкти, які внаслідок зменшення не виражаються в масштабі карти, але за своїм значенням мають бути показані;
б) показувати на карті рельєф земної поверхні, тобто передавати нерівності місцевості в плоскому зображенні;
в) не обмежуватися відображенням на географічній карті поверхні предметів, а вказувати їх внутрішні властивості (наприклад, на карті моря можна показати фізико-хімічні властивості води, течії, рельєф і ґрунти морського дна та ін.);
г) показувати поширення явищ, що не сприймаються безпосередньо нашими органами чуття (наприклад, аномалії сили тяжіння і т. ін.), і робити наочними недоступні безпосередньому сприйманню зв’язки і відношення (наприклад, між джерелами сировини і підприємствами з її переробки);
д) виключати менш значущі сторони, дрібниці й деталі, властиві одиничним об’єктам, і виділяти їх загальні й істотні ознаки (наприклад, характеризувати населені пункти по чисельності населення та адміністративному значенню, відмовляючись від передачі їх планування), тобто використовувати абстракції;
3) надзвичайно важливою є третя особливість географічних карт — відбір та узагальнення зображуваних явищ, тобто картографічна генералізація.
Географічні карти тією чи іншою мірою використовуються у всіх сферах людської діяльності. Загальновідоме їх значення як путівника по місцевості. В промисловому, енергетичному і транспортному будівництві вони є основою для пошуків, проектування і переносу в натуру інженерного проекту. В сільському господарстві географічні карти необхідні для землеустрою, меліорації і взагалі для обліку та раціонального використання всіх земельних фондів. Карти служать важливим посібником для шкільного і позашкільного навчання, для поширення знань про світ і для підняття рівня загальної культури. Картографічне вивчення території має важливе значення у військовій справі. Карти використовуються в сільськогосподарській промисловості — правильна оцінка географічних умов, розумне використання і відновлення ресурсів, розробка планів перетворення природи, раціональне розташування виробничих сил, комплексний розвиток економічних районів та ін. — потребують для свого вирішення високоякісних карт. Карти, як засіб наукового дослідження не тільки дають наочну картину розташування об’єктів, але також дозволяють знаходити закономірності цього розташування. Наприклад, геологічні карти, показуючи геологічну будову місцевості, слугують для з’ясування закономірностей поширення родовищ корисних копалин. Зрештою, географічні карти незамінні для вивчення просторових взаємозв’язків та розвитку явищ, а отже, можуть бути засобом прогнозу.
Картографічне зображення складається з ряду географічних елементів, що обумовлюються темою і значенням карти. Наприклад, елементами змісту детальних карт місцевості (топографічних карт) є: води і рельєф земної поверхні, рослинний світ і ґрунти, населенні пункти, шляхи сполучення і засоби зв’язку, державні й адміністративні кордони та центри, а також деякі об’єкти промисловості, сільського господарства і культури. На полях географічної карти і на вільних від картографічного зображення місцях розташовують допоміжні графіки і тексти, які полегшують користування картою, а саме: легенду карти (картографічні знаки, використані на карті, з необхідними поясненнями); графіки для вимірювання по карті відстаней, площ, координат окремих точок, крутизни схилів і т. д.; довідкові відомості про час складання карти, про використані джерела тощо. Іноді на полях карти розміщуються також профілі, діаграми, таблиці й текстові дані, які пояснюють і доповнюють власне картографічне зображення.
Найбільш поширені загальногеографічні карти, на яких головним предметом зображення служить сама земна поверхня з об’єктами, розміщеними на ній. Інші карти називають тематичними. Вони передають з більшою повнотою і детальністю якийсь елемент (або елементи), що входять до змісту загальнографічної карти (наприклад, рельєф земної поверхні), або показують явища, які відсутні на загальногеографічних картах, наприклад геологічна будова місцевості, кліматичні умови і т. ін., в зв’язку з чим розрізняють види тематичних карт — геологічні, кліматичні та ін.
Тематичні карти утворюють два основних класи:
а) карти природних явищ, або фізико-географічні;
б) карти суспільних явищ, або соціально-економічні [15].
Від тематичної класифікації карт слід відрізняти їх поділ за призначенням, коли з різноманіття географічних карт виділяються групи спеціальних карт, призначених для певного кола користувачів і для вирішення певних задач, зокрема карти навчальні, туристичні, навігаційні, проектні і т. ін. Спеціальними можуть бути як загальногеографічними (наприклад, туристичні), так і тематичними картами (наприклад, навчальні карти — кліматичні, економічні і т. ін.). Деякі групи спеціальних карт настільки специфічні, що їх іноді розглядають в якості особливого класу тематичних карт, а саме технічних карт, до яких відносять морські навігаційні карти, проектні та ін.