元朝统一中国后，版图的广阔和交通的畅达，都是空前的。这种形势为地理学的发展提供了有利的条件。1280年（至元十七年），忽必烈派遣懂得许多方言的女真人都实去勘察黄河河源。都实曾经三次到达吐蕃，是中国历史上少数民族的杰出旅行家之一。
都实西行踏勘的路线是，由现在的宁夏回族自治州启行，向南经过甘南藏族自治州，再到青海果洛藏族自治州，历时四个多月，终于发现了黄河源头“火敦脑儿”即星宿海。1315年（延佑二年）翰林学土潘昂霄根据阔阔出的口述，写成了一部《河源志》。这篇纪录是中国现存有关河源勘察的最早报告，并纠正了《汉书﹒西域传》所述黄河源为伏流重源的说法。
朱思本的《舆地图》，也是元代地理学上的一项重大成就。虽然他的地图仍用计里开方的绘法，但精确度远远超过了以前的地图。图中还反映了当时河源探测的最新成就，达到较高的水平。朱思本还编写过一部八十卷本的《九域志》，今佚。
元代的地理着作还有周达观的《真腊风土记》和汪大渊的《岛夷志略》。《真腊风土记》－卷，记载了元朝与真腊的交往情况以及这个国家的风土人情。《岛夷志略》一卷。记载了当时中国与东南亚以及阿拉伯地区的海上交往，是一部极有价值的中西交通史资料书。
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