古希腊人在很早的时候就知道地球是圆的。因为他们是善于驾船航海的民族，在海上总是先看到远方船的桅杆，然后才是船身；而且不论船朝什么方向行驶，前方的地平线总会不断冒出新的星星，而原先看到的星星则会逐渐消失在后面的地平线下，这表明大地表面一定是球壳状的。亚里士多德还以月食时映在月面的地影是圆形的，推断出地球是圆球形的。
那么这个球究竟有多大呢？
公元前3世纪，古希腊的埃拉托色尼根据夏至那天中午时分太阳光在亚历山大和塞伊尼城两地投影的夹角差约为7.2度，测得塞伊尼城到亚历山大城的距离约合今天的800km；再运用简单的几何学知识，推算出地球的周长约为40000km，直径约为12800km。
后来，另一位古希腊天文学家波西多留斯也进行了类似的测算，他所得到的地球周长是28800km。这一数值被当时的人们所广泛接受，并一直沿用到16世纪欧洲航海时代。著名航海家哥伦布据此相信，从西班牙起航，只要乘船向西航行4800km，就可到达印度，因此才有了后来的美洲新大陆探险发现之旅。直到1521—1523年，麦哲伦的船队环绕地球一周，船员们根据测程仪和罗盘推算航程，才发现波西多留斯算错了。
17世纪末，英国科学家牛顿研究了天体的自转对其形状的影响，推测地球可能并非一个完美的圆球形，而应是一个赤道略为隆起、两极略为扁平的椭球体。后来，法国科学家里歇根据位于赤道附近的摆钟比在法国时慢的现象，证明地球的形状确实如此。
1733年，出于地理和天文学研究的需要，法国巴黎天文台派出两支考察队，配备当时最新式的测量仪器，分别前往南半球的秘鲁和北半球的芬兰进行精确的大地测量，测得地球南北两极间的直径为12707216m。
进入20世纪后，科学家利用航空测量技术以及后来出现的微波测距、激光测距和卫星测量技术，测得地球南北两极间更准确的直径是12713510m。地球的实际形状有点类似于鸭梨形，北极地区略微凸起，南极地区则略有凹陷。
了解地球的实际形状，对航空、航海、勘探、通讯、航天等都有很重要的意义。