我国古代的测量与制图技术曾经远远领先于其他国家，各类地图广泛应用于政治、军事活动和生产实践的诸多领域。从绘制地图的原材料方面讲，早期的地图制作材料以绢帛为主（少数用布料）；从隋代开始，由于大编图志风气的兴盛，开始尝试采用纸卷代替绢帛；宋元以后，雕版印刷业日渐发达，纸质印刷地图益为流行，许多地理志书中都配上了相应的地图。不过，在我国古代，除了普通的绢帛地图、纸卷地图以外，还曾经出现过其他各色材料绘制的地图，如原始地面刻划地图、九鼎地图、铜版地图、石刻地图、木版地图、刺绣地图、“聚米图”、面糊木屑地图模型、熔蜡地图模型、沙石地图模型，等等。这些用不同材料制作的特种地图与地图模型，从不同侧面反映了中国古代地图制作技术发展的水平，值得系统地加以总结和阐介。
从发生学的角度来看，原始先民最初用以表达其地理知识的方式很可能是图而不是文字。20世纪50年代，有关专家在我国西南地区进行民族学调查时，曾发现有些尚无文字的原始民族，仍保存着某些图腾的遗迹；近年来，在内蒙古阴山、宁夏贺兰山等地所发现的岩画中，也有大量的鸟兽、草木图形。这说明在人类社会出现文字以前，先民主要是依靠在地面或岩石上绘画符号，以缺少文字注记的简单图形来记载已经知道的地理事物。“龙马负图”、“史皇作图”的传说，反映出中国古代绘制地图和使用地图的历史相当悠久。古史中还传说大禹治水时，曾从水神河伯那里得到过一方水淋淋的大青石，上面刻画有一些弯弯曲曲的水道线条，大禹借助它视察地形，导山导水，终于治服了洪水灾害。这个故事或许有些荒诞不经，但古代文献中关于“九鼎图”的记述却信而有征，可以增加我们对原始地图的了解。
据《左传》记载：“昔夏之方有德也，远方图物，贡金九牧，铸鼎象物，百物而为之备；使民知神奸，故民入川泽山林，不逢不若，螭魅魍魉，莫能逢之。”《汉书·郊祀志》也说：“禹收九牧之鼎，象九州。”夏禹九鼎上的图像被后世称为“九鼎图”，其上的内容十分丰富，“山之奇，水之奇，草之奇，木之奇，禽之奇，兽之奇，说其形，著其生，别其性，分其类”，“按其文，有国名，有山川，有神灵奇怪之所际，是鼎所图也”。可见，如把九鼎的图像综合在一起，就构成一幅原始象形的全国总图。有关专家认为，我国古代文献中记载的“九鼎图”，要比公元前1300年埃及努力亚塔金字塔一带的巴比伦鲁地图约早800多年，其在世界地图发展史上的地位由此可见一斑。夏禹所铸的铭刻着原始地图的九鼎，传至西周时仍然被视为国宝而收存在陪都雒邑城中。但到战国末年，秦攻周（周赧王迁都后的西周），取九鼎，一鼎沉溺于泗水，其余八鼎入秦，后来也下落不明。战国时成书的地理名著《山海经》，曾配有“山海图”，其内容系直接取材于“九鼎图”。晋代陶渊明《读山海经》诗中有“泛览周王传，流观山海图”之句，可见当时社会上还留存有“山海图”。可惜《山海经》中的地图后来失传，使我们无法深入了解“山海图”和“九鼎图”的本来面目。
西周时期，我国的制图技术有所提高，各类专题地图大量涌现，制图材料除后世经常采用的绢帛以外，还有金石、木质材料。《论语·乡党》篇中提到“式负版者”，“式”是致敬之意，所谓“负版者”，郑玄笺注云：“持邦国之图籍。”因为当时的地图主要是雕刻或绘画在铜版、石版、木版上，比较笨重，所以要通过背负才能送运或观览。
1975年，河北平山县在发掘战国时期中山国墓葬一号墓时，发现了一幅公元前310年左右的、镌刻在铜版上的“兆域图”。此图长95厘米、宽48厘米，用金丝银缕搓成线划符号和铭文，并注明有“方二百尺”比例尺的墓域建筑规划平面图，迄今已有2300多年的历史，是我国目前发现的最早的一幅地图，现珍藏在北京故宫博物院。铜版地图发展到清代已相当完善，康熙五十六年至五十七年（1717—1718）制作的“皇舆全览图”，就曾被雕成铜版形式。这幅地图先后被镌成几种版本，收藏于内府的版本为“三十二叶本，内地十六叶，边外十六叶”，拼合起来就是一幅全国地图，今收藏在北京中国第一历史博物馆。1921年，沈阳故宫发现的41块铜版地图，是“皇舆全览图”的另一版本，这个版本首次采用以经纬线分幅的制图技术。另外，“皇舆全览图”还有以分省分府分幅绘制的“小叶本”，共计227叶，内容更为详细，但未著经纬线，也“无边外诸图”。后来，北京图书馆藏的分省分府“皇舆全图”和民国二十一年北平民社影印的“内府舆图”即属于这一系统。
石刻地图出现的时间也比较早，《述异记》记载春秋时鲁国人公输般创造了最早的石刻地图，即雕刻在洛阳石宝山岩石上的“九州地图”。据说，直到南北朝时期，那幅地图仍旧保留在原地。两汉时期，石刻地图更为广泛。杭州市曾出土有1900年前的石刻星图，这是世界上最早的一幅天文图。另外，四川出土的东汉市井画像砖上有汉代市场布局图，也是汉代石刻地图的一种流变。我国现存最早的石刻全国地理图为保存于西安碑林的“华夷图”和“禹迹图”，其中，“禹迹图”是南宋刘豫阜昌七年（1136）4月刻石，“华夷图”上石的时间则晚半年。“华夷图”和“禹迹图”的长、宽均为3.42尺（合今0.77米），同刻在一块石碑的正背两面。相传，“华夷图”是辽人根据唐代贾耽的“海内华夷图”缩小10倍编绘而成的。从碑石上看，没有画方，四周的中间标有东西南北四个方位，以图中内容而言，堪称一幅以中国为主的亚洲地图。“禹迹图”的绘制时间约在北宋元丰四年（1081）至绍圣元年（1094）之间，是目前看到的最早的画方地图。此图采用大比例尺，“每方折地百里”，其中横方70，竖方73，共计5110方。由于制图范围比“华夷图”小，故又采用了画方方法，精度明显提高，海岸线、长江、黄河及其主要支流的线画基本符合当时的实际情况，因而成为我国古代石刻地图的一个典型之作。另外，考古工作者1964年在四川荣县发现的北宋末年刻石的“九域守令图”，淳祐七年（1247）上石、现收藏于苏州博物馆的“地理图”，镌刻在广西桂林市城北鹁鸠山（今称鹦鹉山）南麓三面亭后石崖上的南宋“桂州城图”，都是宋代石刻地图的珍品。
在我国古代，与铜版地图、石刻地图并行的还有木版地图。木版地图又分为木版绘画地图和木版雕刻地图两种形式。1986年，有关专家在甘肃省天水市小陇山林区放马滩护林站发现的秦汉古墓中，出土了用单色黑绘在木版上的七幅地图，其中六幅为成品地图，一幅为半成品地图。七幅地图均属区域专题地图性质，共有87个文字注记和一系列符号注记，涉及城邑、山谷、河流、关隘、物产、道路等诸多方面，内容非常丰富，已引起了学术界的关注。这些地图是我国同时也是世界上迄今为止发现的最早的实物木版地图。放马滩秦地图绘制的时间大致在战国晚期，距今已有近2300年的历史。在大约公元5世纪中期，南朝刘宋的谢庄做过“木方丈图”，“山川土地，各有分理，离之则州别郡殊，合之则宇内为一”。北宋神宗熙宁七年（1074），沈括出任河北西路察访使时，“始为木图，写其山川道路”，“至官所，则以木刻上之，上诏辅臣同观，乃诏边州皆为木图，藏于内府”。南宋光宗时期（1190—1194）的黄裳也曾“作舆地图，以木为之”。元朝时西方的地圆说、地球仪传入我国，国内相应地也出现了彩绘木地球仪，“其制以木为圆球，七分为水，其色绿；三分为土地，其色白。画江、河、湖、海，脉络贯串于其中；画作小方井，以计幅员之广袤，道里之远近”。前面提到的清康熙“皇舆全览图”除铜版形式外，也曾被雕刻成木版地图，原图是在实测基础上编绘的，第一次采用经纬线都为斜交的梯形投影法，对近代中国地图制作技术的发展产生了巨大影响。
古代的绢帛地图多采用彩绘方式，有些类似山水风景画，但也衍生过一种刺绣地图的流派。最早的刺绣地图始见于三国时期的吴国。据晋人王嘉《拾遗记》，吴主孙权“军旅之隙寻善画者，使图山川形势军阵之象”。但彩绘的地图经风吹雨淋，容易褪色失真，所以孙权让身怀绝技的丞相赵达之妹把山岳、河流、城邑、行阵之形，按一定比例缩小，并用五彩丝绒线刺绣于“方帛之上”。这样，行军打仗时随身携带起来十分方便，赵达之妹因此很得孙权宠爱，并被晋封为夫人。与一般绢帛地图相比，刺绣地图虽然颇费工艺，但经久耐用，直观性也更好一些，所以后来广泛应用于军事活动。例如，在抗日战争时期，中共晋察冀军区司令部里就曾经使用过这类地图。
我国制作地图模型的历史也相当悠久，并且有多种多样的形式。东汉建武八年（32），光武帝刘秀西征割据今甘肃天水一带的隗嚣，大将马援“于帝前聚米为山谷，指画形势，开示众军所从道径往来，分析曲折，昭然可晓”。这种“聚米图”，取材方便又直观形象，后世多有仿效。如宋人赵珣就曾依照马援的方法制作过“聚米图经”。博学多才的北宋科学家沈括也制作过多种地图模型，“其初遍履山川，旋以面糊木屑写其形势于木案上。未几寒冻，木屑不可为，又熔蜡为之。皆欲其轻，易赉故也”。这类以面糊木屑或熔蜡为材料所制的地形模型图，取材便宜，但与“聚米图”一样，也有不便长久保存的缺点，只是绘制草图时采用的临时办法，所以沈括后来呈给朝廷的地图仍是刻工精美的木刻品。南宋朱熹曾尝试用“胶泥”起草地图模型，按当时的政区划分，“以两三路为一图，而傍设牝牡，使其犬牙相入，明刻表识，以相离合”。但胶泥材料还不如面糊木屑或熔蜡，因为难度太大，朱熹的“胶泥”地图最终未能完成。在历史上，人们还有用沙石制作地图模型的成功经验。今四川都江堰市二王庙（即二郎庙）尚存一幅用沙石材料制成的“都江堰灌溉区域图”，长4米多，高2米，气势磅礴，虽为清朝作品，但至今仍保存完好，堪称我国古代地图模型的一个杰作。
另外，据史书记载，唐朝还一度出现过壁画式地图。李德裕出任宰相时（833—847），“乃建筹边楼，按南道山川险要与蛮相入者图之左，西道与吐蕃接者图之右……乃召习边事者与之指画商订，凡虏之情伪尽知之”。李德裕画在筹边楼墙壁上的军事地图的精度如何难以推测，但这类地图不可能随军移动，因而没有多少实用价值，后世未见再有仿效者。
由上述可知，我国古代曾出现过多种多样的制图形式，其中大多为中国特色，国外地图发展史上似不多见。古人根据具体需求，因时制宜，因地取材，充分展现了他们的聪明才智。这些丰富多彩的地图样式，构成中国地理学发展史上一个重要组成部分，也是悠久灿烂的中华文明的具体反映。现代地理教学中通用的泡沫塑料地图模型或地球仪，无疑与古代的特种地图有一定的渊源关系，而文物展览、园林风景设计、工程建设中广泛采用的胶泥、沙石地图模型也从古代制图技术中汲取过营养。可见，如何总结我国古代在制图学领域的伟大成就，推陈出新，使之发扬光大，服务于当前的经济和文化建设，有着一定的现实意义。