对地球本身探险的速度远较对星象的探寻来得快，而且对宗教与哲学也产生了重大的影响。《圣经》中有上帝创造世界的理论，使人们对它不能存有任何怀疑，因此地质学进步得最少。有一位意大利裔的英国宗教改革家彼得·韦尔米格里（Peter Martyr Vermigli）说：“如果创世记上的创造说被证明是错的，那基督所有的允诺将落空，而我们也将丧失我们所有的宗教生活。”除了达·芬奇广为散布的学说外，在16世纪前半世纪最具意义的地质学上的成就是阿格里科拉建成的。他在1546年出版的《地壳的起源与成因》（De Ortu et Causis Subterraneorum）一讨论山脉的起源：
山是由两种力量造成的，一种是水的力量，一种是风的力量；然后我们还要加上地热……最初是倾盆大雨洗刷地表较软的部分，然后冲刷较硬部分，最后带动了岩石，这样经过数年的时间就侵蚀成了平原或坡地。由于经年累月地冲刷，侵蚀得更厉害，故出现了山川河流。我们常见有桑田沧海之变……风依靠两种方式促进山的形成：一种是强风吹动并堆积沙砾，另一种是风吹到地表凹面而风蚀成山。
阿格里科拉的《矿石的性质》（De Natura Fossilium）是第一本系统讨论矿物学的著作，他的《论金属》（De Re Metallica）一书最早有系统地介绍地层学，及我们看到的最早的对矿砂存在的说明。
关于人种学有两部主要的著作，一为明斯特（Sebastian Münster）的《宇宙志》（Cosmographia Universalis，1544年），一为笔名非洲人利奥（Leo Africanus）在1550年所著的《非洲纪行》（Descriptio Africae）。艾尔哈桑（Al-Hassan）是格拉纳达的摩尔人，他曾旅游非洲，并南到苏丹。他被基督教海盗捕获，当作礼物送给罗马的教皇利奥十世，利奥十世对他学术上的造诣十分赏识，将他释放并予以赔偿。他因此改信基督教并改用利奥之名以为报答。在其后30年内，他完成了那部书，最初是用阿拉伯文写成，之后译成意大利文。在该书付印前，他回到突尼斯，并在1552年死于该地，死时回复原先的信仰。
这一时期是地理学上令人兴奋的时期。传教士、探险家、航海家及旅行者的报告不断涌现，使欧洲人对整个地球的认识大为增加。西班牙人在这一段时期征服了墨西哥、加利福尼亚、中美洲和秘鲁。西班牙人不安于本土的贫困，向海外寻求财富与刺激。在不顾一切地向外扩张中，他们抛弃了文明的拘束，采用武力至上的观念，进行大规模的掠夺、欺诈和屠杀。如果能有一个相关的第三者来予以裁判的话，他们的行为很难被原谅，除非说他们为该地带来文明。然而，我们对此仍有疑问，因为当时被征服者的文明程度甚至高过征服者。我们只要想想科尔多瓦1517年在尤卡坦（Yucatán）半岛上所发现的玛雅文化（Mayan Culture），科特（Hernando Cortes）1521年在蒙特苏马（Montezumas）流域征服的阿兹特克帝国（Aztec Empire），及皮萨罗1526年至1532年征服秘鲁时摧毁的印加帝国（Incas），就会发现被征服者或许并未因此获益。如果这些文明能有力量保卫自己并能发展下去，我们无法知道它们将会变成什么样子。
地理上的发现仍然继续。塞巴斯蒂安·卡波特带着西班牙国旗到阿根廷、乌拉圭和巴拉圭探险。索托（De Soto）横越佛罗里达、海湾国到俄克拉何马（Oklahoma）。阿瓦拉多发现得克萨斯帝国，科罗拉多跨过亚利桑那、俄克拉何马到堪萨斯。玻利维亚的波多希矿场在1545年开始将银子送回西班牙。年复一年，新大陆的地图被用金银或血液绘成了。在这场大争夺中，英国人和法国人落后甚多，因为西班牙人和葡萄牙人留给他们的北美洲缺乏贵金属，也没有森林。约翰·鲁特沿着纽芬兰岛和缅因州的海岸航行。弗朗索瓦一世派韦拉扎诺探求一条通往亚洲的西北航道。他在北卡罗来纳登陆，进入纽约港（为纪念他，在巴特里立了一座他的雕像），并自科德角进入缅因州。卡蒂埃带着法国国旗航行圣罗伦斯河到蒙特利尔，为法国争取到加拿大。
在第二期越洋探险中，最令人注意的是环球探险。麦哲伦是葡萄牙人，曾参加多次葡萄牙的航海和掠夺行动，但终与其政府不和，而转投为西班牙服务。1518年，他说服西班牙王查理一世资助他组织探险队，以便找寻一条从西南方向通往亚洲的航路。那时这位年轻的国王并不富有，他拨给麦哲伦的5艘船都像经不起风吹雨打，以致一位船长宣称这些船没有用。其中最大的为120吨级，最小的为75吨级。有经验的水手都不愿参加，不得已只有征用港口的地痞流氓。1519年9月20日，该舰队驶出圣路卡（San Lucar）的瓜达尔基维（Guadalquivir）。从北大西洋航行到南大西洋时是夏天，有利于航行。但1520年3月，冬天到了，船只停泊在巴塔哥尼亚5个月，水手们甚为惊惶。当地的土著甚为高大，平均身高在6英尺以上，但他们对待矮小的西班牙人相当殷勤友善。虽然如此，仍是困难重重，5艘船中有3艘船的水手叛变，使麦哲伦必须与自己人作战，迫使他们继续航行。有一艘船偷溜回西班牙，另一艘撞上暗礁。1520年8月，继续航行，每天都急迫地瞭望横过大陆的水道口。11月28日，他们终于找到了。该舰队进入以后所称的麦哲伦海峡，他们花了38天通过320海里长、沟通两个大洋的海峡。
然后他们开始横渡没有尽头的太平洋。在98天的航程中只看到两个小岛。他们的粮食贮备已所剩无几，水手都染上了坏血病。1521年3月6日，他们抵达关岛，但因土著过分凶恶，麦哲伦等只有继续航行。4月6日，到达菲律宾，次日他们登陆宿雾岛（Cebu）。为了取得补给，麦哲伦答应帮助土著酋长对抗邻近的敌人。他参加一支攻击麦克坦岛（Mactan）的远征军，而在1521年4月27日死于战役中。他并没有航行环绕世界一周，但他是第一个实现哥伦布向西航行以到达亚洲梦想的人。
这时水手死伤甚多，剩下的人仅够操纵两艘船。其中一艘横过太平洋折返，可能去寻找美洲的金矿。只有维多利亚号留下。该船载重85吨，由坎农（Cano）指挥，通过香料群岛，横渡印度洋，绕过好望角，从非洲西海岸北上。因为迫切需要补给，水手将船停泊在维德角群岛中一个岛屿外海，却受到葡萄牙人的攻击，半数人被捕入狱，剩下22人逃走。1522年9月8日，维多利亚号驶入西班牙西南部的塞维尔港，3年前280人自西班牙出发，现仅回来18人。但根据该船的航海日志记载，该船是9月7日到达的；红衣主教孔塔里尼解释这种矛盾是因为其西向航行而减少了一日。这次航行是历史上最勇敢的一次航程，也是地理学上收获最丰的一次航行。
接下来该由地理学家赶上探险家的发现。意大利地理学家、游记作者拉穆西奥（Giambattista Ramusio）花了30年的时间搜集航海家和旅行家带回来的资料，并加以编译。在他死后13年，其3巨册的著作得以发表（1550—1559年）。我们从保存在纽伦堡的德国国家博物馆中的1520年的世界地图看出，当时画出的欧洲、非洲、南亚的海岸都相当正确，此外尚有美洲东部自纽芬兰到麦哲伦海峡的东海岸，及从秘鲁到墨西哥的西海岸。如果我们拿保存在纽伦堡国家地理博物馆中的1520年的世界地图来和里贝罗（Diogo Rebeiro）在1527年至1529年画的3幅地图比较，则能很清楚地看出当时地理学家在10年内达到的成就。前者只显示出西印度群岛而没有美洲大陆，而距亚洲的海洋也相当窄；而后者画的欧洲、非洲及南亚的海岸都相当精确，并画出自纽芬兰到麦哲伦海峡的美洲东海岸及自秘鲁到墨西哥的西海岸。纽约市立图书馆所藏的美丽的《拉穆西奥地图》（Ramusio Map，1534年）美洲地图可能是抄自里贝罗的地图。1538年，墨卡托（Gerardus Mercator）抄录同一份地图，在该地图上首次将南美洲与北美洲分开。1524年，阿皮安（Peter Apian）试图改善测距的方法，使地理学向前迈进。
这些探险的结果影响了欧洲人生活的各个方面。1420年至1560年时期的航海几乎使地球表面的已知部分变为原来的4倍。新发现的动物、植物、矿物、宝石、食物、药物使欧洲的植物学、动物学、地质学、菜单食谱、药方都扩大了范畴。人们开始怀疑这些新发现的品种是否在诺亚的方舟上也有一席之地。文学也改变了，那种古老的骑士小说已变成了到远地探险旅行的小说。寻求金矿取代了寻找圣杯。这时候也发生了飞机发明以前所发生的最大的商业革命，为欧洲贸易打开了大西洋及其他海域，使地中海变成商业——以后变成文化——的沼湖。文艺复兴从意大利移到大西洋国家。由于拥有较为精良的船炮及富于冒险精神的人民，欧洲接二连三地征服或殖民新发现的土地。土著备受压迫，用来为欧洲人生产粮食。奴隶制度因之而起。这个最小的大陆变成了最富有的大陆，全球盛行欧化，虽然在我们这一时代欧化的趋势已倒转过来。由于受到远地各种不同的新事物的刺激，欧洲人的心境大为扩张。蒙田对基督教的怀疑论有一部分是源于外来的宗教信仰和生活方式的影响。道德与风俗习惯也由古老的教条式与绝对性变为相对的。面临着世界上其他宗教信仰，基督教本身也须开始检讨，以寻求新的方向。就像人文主义在纪元前已取得相当成就，像哥白尼发现了天文的奥秘一样，探险与贸易也在基督教之外揭开了许多新的领域。一旦证实亚里士多德及其他希腊哲人所知的世界是那么小之后，他们的权威一落千丈。文艺复兴时代对希腊的崇拜衰退了，人们由于新发现所获的信心使其知识与贸易的领域日益扩张。
现代科学和哲学兴起，开始重新勾画新世界的工作。
