Литература по метеорологии в XVIII веке началась с работы Кристиана фон Вольфа «Aerometricae elementa» (1709), в которой были обобщены известные на сегодняшний день данные и предложены некоторые новые приборы. Д'Алембер предпринял попытку математической формулировки движения ветра в работе Réflexions sur la cause générale des vents, которая получила премию Берлинской академии в 1747 году. Выдающимся трактатом этого периода стал массивный Traité de météorologie (1774) Луи Котта, священника из Монморанси. Котте собрал и свел в таблицу результаты своих и других наблюдений, описал инструменты и применил свои выводы к сельскому хозяйству; он указал время цветения и созревания различных культур, даты прилета и отлета ласточек и время, когда можно ожидать пения соловья; он считал ветры главными причинами изменений погоды; и, наконец, он предложил предварительные формулы для прогнозирования погоды. В работе Жана Делюка «Исследования изменений атмосферного давления» (1772) были расширены результаты экспериментов Паскаля (1648) и Галлея (1686) по изучению зависимости между высотой над уровнем моря и атмосферным давлением, а также сформулирован закон, согласно которому «при определенной температуре разница между логарифмами высот ртути [в барометре] дает сразу, в тысячных долях сажени, разницу в высотах мест, где наблюдался барометр». Прикрепив к барометру уровень, Делюк смог оценить по барометру высоту различных достопримечательностей; так, он вычислил высоту Монблана, равную 14 346 футам над уровнем моря. Гораций де Соссюр, поднявшись на гору и сняв показания барометра на ее вершине (1787 г.), получил результат 15 700 футов.
Геодезия буквально означает «деление земли». Чтобы сделать это аккуратно, необходимо было знать форму земного шара. К 1700 году было достигнуто общее согласие, что Земля не совсем шарообразная, а эллипсоидная — немного сплюснутая по краям. Ньютон считал, что она сплюснута у полюсов; Кассини придерживался мнения, что она сплюснута у экватора. Для решения этого международного вопроса Академия наук отправила две экспедиции. Одна из них, возглавляемая Шарлем де Ла Кондамином, Пьером Бугером и Луи Годеном, отправилась (1735) в Перу (ныне Эквадор), чтобы измерить градус астрономической широты на дуге меридиана вблизи экватора. Они обнаружили, что расстояние между одним градусом астрономической широты и другим на меридиане, проходящем через место их наблюдения, составляет 362 800 футов. В 1736 году в Лапландию была отправлена аналогичная экспедиция под командованием Мопертюи и Клерута для измерения градуса астрономической широты на дуге меридиана в месте, расположенном как можно ближе к полярному кругу. Согласно полученным данным, длина градуса составила 367 100 футов — чуть больше шестидесяти девяти миль. Эти данные указывали на то, что длина градуса астрономической широты немного увеличивается по мере продвижения наблюдателя от экватора к полюсу, и это увеличение было истолковано как следствие полярного сплющивания Земли. Академия наук признала, что Ньютон был оправдан. Измерения, сделанные в этих экспедициях, впоследствии легли в основу определения метра, метрической системы и точного астрономического времени для различных населенных пунктов Земли.
Бугер, заметив некоторые отклонения отвеса в перуанских наблюдениях, приписал их силе притяжения близлежащей горы Чимборасо. Измерив отклонение, он оценил плотность горы и на этой основе попытался рассчитать плотность Земли. Невил Маскелайн, королевский астроном Георга III, продолжил поиски (1774–78 гг.), опуская отвес то на одну, то на другую сторону гранитной горы в Шотландии. В обоих случаях линия отклонялась на двенадцать угловых секунд в сторону горы. Маскелейн пришел к выводу, что плотность Земли будет иметь такое же отношение к плотности горы, как сила гравитации Земли к двенадцатисекундному отклонению. Исходя из этого, Чарльз Хаттон вычислил, что плотность Земли примерно в 4,5 раза больше плотности воды — общепринятая сейчас цифра, к которой Ньютон пришел за столетие до этого с помощью типично блестящей гипотезы.
Изучение происхождения, возраста и строения Земли, ее коры и недр, землетрясений, вулканов, кратеров и окаменелостей все еще было затруднено теологическими табу. Окаменелости обычно объяснялись как реликты морских организмов, оставшиеся на суше после Ноева потопа, который, как считалось, покрыл весь земной шар. В 1721 году Антонио Валлисниери в своем трактате Dei corpi marini che sui monti si trovano указал, что временный потоп не может объяснить столь широкое распространение морских образований. Антон Моро в своем труде «De' crostacei e degli altri marini corpi che si trovano su' monti» (Венеция, 1740) предположил, что окаменелости были выброшены из моря вулканическими извержениями. Изначально земля была покрыта водой; подземные пожары вытеснили сушу над оседающим морем и образовали горы и континенты.
