Có một số phương pháp nghiên cứu địa hình học. Việc nên sử dụng phương pháp nào phụ thuộc vào phạm vi và kích thước khu vực nghiên cứu, và chất lượng của những khảo sát đã có trước đó.

Khảo sát trực tiếp

Khảo sát giúp xác định chính xác vị trí trên mặt đất hoặc trong không gian ba chiều của các điểm và khoảng cách và góc giữa chúng bằng cách sử dụng máy đo cao trình như là máy kinh vĩ, máy thủy chuẩn và máy đo độ nghiêng.

Nghiên cứu về một trong những bản đồ địa hình đầu tiên được bắt đầu ở Pháp bởi Giovanni Domenico Cassini, nhà thiên văn học vĩ đại người Ý.[4]

Viễn thám

Viễn thám là một thuật ngữ chung về thu thập dữ liệu địa chất ở xa khu vực nghiên cứu.

Phương pháp cảm biếm thụ động

Ngoài chức năng của nó trong phép quang trắc, chụp ảnh vệ tinh và trên không có thể được sử dụng để xác định và phác họa các đặc điểm địa hình và nói chung hơn là các đặc điểm bao phủ mặt đất. Chắc chắn rằng nó càng ngày càng trở thành một phần của hình tượng hóa địa lý, mặc dù đã có bản đồ hoặc hệ thống GIS. Chụp ảnh quang phổ màu giả hoặc không nhìn thấy được cũng có thể giúp xác định cục diện của mặt đất bằng cách phác họa hệ thực vật và các thông tin khác về việc sử dụng đất một cách rõ ràng hơn. Hình ảnh cũng có thể có màu sắc nhìn thấy được trong các quang phổ khác.

Phép quang trắc

Phép quang trắc là một kỹ thuật đo đạc trong đó tọa độ của các điểm trong không gian ba chiều của một vật được xác định bằng các phép đo thực hiện trong hai (hoặc nhiều hơn) hình ảnh nhiếp ảnh được chụp từ các vị trí khác nhau, thường từ các vị trí của một máy bay chụp ảnh trên không. Trong kỹ thuật này, những điểm chung được xác định trong mỗi ảnh. Một quang tuyến có thể được tạo ra từ vị trí máy ảnh đến vật. Giao điểm của các quang tuyến (phép đạc tam giác) là thứ xác định vị trí ba chiều tương đối của điểm. Những điểm đã biết có thể được sử dụng để đưa ra giá trị chắc chắn cho các điểm tương đối. Thuật toán phức tạp hơn có thể thu được các thông tin khác về địa điểm một cách tiên nghiệm (ví dụ, tính đối xứng trong một số trường hợp có thể giúp xây dựng lại tọa độ ba chiều bắt đầu từ chỉ một điểm trên máy ảnh).

Phương pháp cảm biến chủ động

Vẽ bản đồ bằng ra đa vệ tinh là một trong những phương pháp chính của Mô hình số độ cao. Các phương pháp tương tự được áp dụng trong khảo sát phép đo sâu bằng cách sử dụng sonar để xác định địa hình của đáy đại dương. Trong các năm gần đây, LIDAR (LIght Detection And Ranging trong tiếng Anh), một kỹ thuật viễn thám sử dụng laser thay cho sóng radio, đã được sử dụng nhiều hơn trong việc vẽ bản đồ phức tạp ví dụ như giám sát sông băng.