地球科學系通常涵蓋多箇學科領域，主要課程包括地質學、地理學、生物學、岩石學、考古學、古生物學、礦物學、地震學、火山學、海洋學、氣象學、地球物理學、土壤學、地球環境學、地球工學、天文學等。此外，還包括自然地理學、人文地理學、信息地理學、地理科學中的觀測、模擬和分析手段與工具，以及地理科學學科的核心課程和主要課程。
地球物理學作爲地球科學系的一箇專業方向，主要利用物理學的原理和方法對地球和行星的各種物理場分佈及其變化進行觀測，探索地球本體、近地空間和行星的介質結構、物質組成、形成和演化，研究與其相關的各種自然現象及其變化規律。
地球信息科學與技術專業則是以地球科學和計算機技術爲基礎，利用遙感技術、衛星定位技術和地理信息系統，以建設數字地球爲任務的新興學科。
總的來說，地球科學系的學習內容豐富多樣，涵蓋了自然科學的多箇領域，旨在培養學生對地球系統（包括大氣圈、水圈、岩石圈、生物圈和日地空間）的過程與變化及其相互作用的深入理解。