周代包括了西周（前11世纪至前8世纪）、春秋（前722～前481）的漫长历史时期。
周人本是西羌，并非农业民族；古公亶父带着族人迁到歧山下，就定居下来。歧山是夏民族的根据地，有较高的农业文化，二者融合产生了新的周文化。周人的月令源于《夏小正》在豳风《七月》里，夏历与周历并用。同时，周人也接受了东方的殷文化。武王灭纣，统二东西。这样，就创造了自己面目全新的文化。所以，孔子说：“周监于二代，郁郁乎文哉！”
周文化的精神是农本文化的社会，建立了封建社会。农本社会，接近自然，多看植物，少看动物，人们的胸怀易与自然融合，遂渲变为“同天”的人生哲学。歌颂自然、安天乐命，形成了“温柔敦厚”的诗教。此期是从青铜器时代过渡到铁器广泛使用的时期。同时，农业生产大发展，城市经济繁荣，使得文化上出现了百家争鸣的局面。少数重要青铜器铸有较多铭文，甲骨文继续使用并兴起竹简记事。由于竹简的出现，文字得以广泛应用，系统的学术著作出现，有的并辗转得予保存下来。种种社会经济文化背景都促进了地理知识的进步和发展。这一时期已出现并保存至今的有《禹贡》和《山海经》等著作，另外《管子》、《周礼》和《诗经》中也有一些篇章较为集中地反映了地理知识和地理观念，将在后面介绍。
我国最早的“地理”概念就开始出现在这一时期。《周易·系辞》中提出“……故能弥天地之道，仰以观于天文，俯以察于地理，是故知幽明之故。”什么叫做“天文”、“地理”呢？唐代孔颖达作疏说：“仰以观于天文，俯以察于地理者，天有悬象而成文章，故称文也；地有山川、原隰，各有条理，故称理也。故知幽明之故者，故谓事也。”按照孔颖达的解释，“地理”的概念不仅要弄清地表的形态，而且还需进一步了解这些形态的分布关系，探索其隐藏在事实后面的原因和道理，也即“知幽明之故”。地理概念的形成，利于有关知识的集中和条理化。所以地理概念的形成是中国地理学史上的一大进步。
周代由于农业生产的飞速发展，已经注意到发展生产与保护和协调环境的关系。认为自然环境是由木、火、土、金、水五种物质元素相互制约的统一整体，进而认为：“天其有五材，而将用之，力尽而敝之，是以无拯”，“能协于天地之胜，是以长久”。认识到生产发展要与自然环境的基本性质相协调，社会才能安定发展。基于保护各种动植物的资源，是保护人类生存、社会发展的环境条件的认识。相传周文王曾在镐召见太子发（后来的周武王），谆谆告诫说：“呜呼！我身老矣。吾语汝，我所保与我所守，传之子孙……山林非时不升斤斧，以成草木之长；川泽非时不入网罟，以成龟鳖之长；不卵不躜，以成鸟兽之长。畋猎唯时，不杀童羊，不夭胎，童牛不服，童马不驰，使天下不失其时。润湿不谷，树之竹苇莞蒲，砾石不可谷，树之葛木，以为，以为材用。”这遗嘱当中，包涵了保护草木、鸟兽、鱼鳖等自然生物繁衍的远见卓识，把毕生对于人类社会与地理环境的认识归结为反对掠夺式开发，反对开发性破坏的明智思想。提出在利用自然资源时，要按照自然规律办事，使之“不失其宜”、“不失其性”。“要根据不同地区的自然地理条件，分别种植树木、藤本、竹子、芦苇、水草等。”这些思想作为先王之法，要求自然资源合理利用，以图取之不尽，达到自然环境与社会发展的协调。这些思想，对后世有深刻的影响。
周代我国的历法又有了新的改进，已会使用日圭来测量一年的日数和决定方向了。夏至（日南至）日影最短，冬至（日北至）日影最长。《周礼·地官》还记录了“日南则景短多暑，日北则景长多寒”。实际是用土圭测得分日或至日的景差。低纬度地区景短而气温高，高纬度地区景长而气温低。同一纬度，夏天景短而气温高，冬天景长而气温低。从一个夏至日到另一个夏至日有365天，为一年。这与对恒星观测所得的日数相近似。我国留下最早的冬至记录是《左传》载鲁僖公五年（前654）其次为鲁昭公二十年（前521）。春秋末（公元前五世纪），我国已能使用四分历，其数值是365.25日，加上两至和两分（即冬至、夏至和春分、秋分）就确定了四季。后来《孟子·离娄篇》中说：“天之高也，星辰之远也，尚求其故，千里岁至，可以坐致也。”其中“岁至”指的就是冬至和夏至，是用土圭测日影的方法来确定的。
《周礼》的开篇就规定了“惟王建国，辨方正位，国体经纬，设官分职，以为民极”。郑玄解释说：“言建国于中，辨四方，正宫庙之位……惟受命之王，乃可立国城于地之中。”当时用日圭和景尺测定方向，确定城墙和宫庙的方位，将此看成是授天命、立国家、设官分职的头等大事。用人格化的天，通过地理方位的确定来划分人的等级。“王”居于天地之中，这是当时的政治思想，同时也是当时的地理思想。这一思想对中国几千年的房屋建筑、墓穴测地、城市建筑以及精神文化产生了深远的影响，形成中国漫长的历史文化一大特色。
周代系统的地理知识，有很大可能是用图来表示的。《诗经·周颂》里有：
“于皇时周，陟其高山，山乔岳，允犹翕河。”（《诗经，周颂》）
经学大师郑玄（127～200）注，“犹”字意为“图”。诗的内容说，周王巡视各地，按照图上标志的山川来依次祭祀。可见地图已使用于祭祀名山大川的活动之中，其测绘的区域已相当广了。
当时的地图主要应用于国家的行政管理工作。《周礼》一书相传是公元前二世纪西汉河间王刘德搜集来的一部先秦旧籍，其中的内容“托古”于周公之世，谅必有相当的历史根据，至少也参考了周初的一些行政档案资料。它反映周初政府系统组织相当严密。政府许多部门的工作都离不开地图，离不开系统的地理调查和地理知识。
“土训掌道地图，以诏地事……说地图九州形势，山川所宜，告王以施其事。”（《周礼·土训》）
“职方氏掌天下之图，以掌天下之地，辨其邦国、都、鄙、四夷、八蛮、七闽、九貉、五戎、六狄之人民与其财用。九谷、六畜之数要，周知其利害。乃辨九州之国，使同贯利。”（《周礼职方氏》）
“大司徒之职，掌建邦之土地与图与其人民之数，以佐王安扰邦国。以天下土地之图，周知九州之地域广轮之数，辨其山林、川泽、丘陵、坟衍、原隰之名物，而辨其邦国、都、鄙之数，制其畿疆而沟封之……。”（《周礼·大司徒》）
以上记录不仅反映了当时有专门从事掌管地图与各地方地理资料的官员“土训”、“职方”，而且他们必须熟悉全国的“九州形势”、“山川所宜”，地形的广袤高下，山林川泽的分布等等自然地理知识，以及了解天下的土地、财政、民族、生产能力、大牲畜数量、人口及分布、城市与聚落等人文地理、经济地理知识。从全局的综合认识中“周知利害”。“利”的涵义即行政管理工作中应该注意开发和利用的环境资源优势；“害”的涵义即应该注意与回避的事件与因素。掌握这些地方知识，“以佐王安扰邦国”，“告王以施其事”，“使同贯利”，即为行政管理，提供决策的基础信息。当时出现“诵训掌道方志”及外史“掌道四方之志”后世学者常把我国数千年来地方志的起源追溯于此。中国地方志是以地方为研究对象，以志体为表达方式的政书。完善的政权机构出现之后，方志和地图都首先因行政工作的需要，得到了突出的发展。
不仅如此，各种内容丰富的专门地图的出现是周代地图发展特点。《周礼·地官》载：“（矿）人掌金玉、锡石之地，而为人厉禁守之，若以时取之，则物其图而授之。”有了专门的矿产分布图。《周礼·夏官·司马》载：“司险掌九州之图以周知其山林、川泽之阻而达其路。”已有了专门的交通路线图。另外，墓冢分布图、城市图等专门图也都出现了。
出土于河北平山县的中山国《兆域图》是刻在一块长方形铜版上的墓域平面规划图。比例尺1：500，上南下北。图中表示了中心部分。有三个大小相同的“大堂”和东西两边各有两个相等的“小堂”，北面有四个更小的“宫”，分别由规整的“中宫垣”、“内宫垣”、“丘足”（墓地底部的边缘）分开。整个平面规划图，规整对称。它是我国最早专门地图的一个实物证据，它证实了《周礼》记载的地图内容是符合周代历史事实的。
中山国中山王墓出土的“兆域图”据侯仁之先生研究，孔子和后世儒家补著的《尚书·洛诰》中记述了周公应用专门地图建筑洛邑的史实。这是公元前1125年西周初年政治家姬旦用地图选择建王城和成周城址的经过。
“召公既相宅，周公经营成周，使来告卜，作洛诰。周公拜手稽首曰：‘朕复子民辟……予惟乙卯，朝至于洛师。我卜河朔黎水，我乃卜涧水东水西，惟洛食。我又卜水东，亦惟洛食。伻来以图，及献卜。’”
“伻来以图，及献卜”中的图，就是周公为了选择城址而特别绘制的地图。这段文字是说起先由召公作初步地理勘察，随后又由周公选定城址。周公到现场进行占卜，他先卜黄河以北黎水之上（今河南浚县东北），没有结果。又卜涧水以东水以西的地方，结果城址应在洛河边上。由使臣将此占卜的结果和地图一起献给成王。于是筑了两个城，居于水之东的叫做成周，位于涧水之东、水之西的叫做王城。这件事说明，当时地图已经用于政事决策和城址选择的实际工作当中了。
在城市地理方面，西周已初步确定了中国封建社会城市建设的基本指导思想。《周礼·考工记》虽成书于春秋、战国时代，其反映的内容可以追溯到西周。内中记为：
匠人营国，方九里，旁三门，国中九经九纬，经涂九轨，左祖右社，前朝后市，市朝一夫。（《周礼·考工记》）
国都的建筑，每边九里，各三个门，纵横各九条街道。北面是交易的市场，南面是朝廷办公的地方及王室居住的地方。左面是祖庙，右面是社稷坛，王宫居中的方格网规划布局。以及采用井田制度的土地计量单位“夫”来计算城市用地。这一都市建设的指导思想，一至延用到明、清，三千多年来影响深远。
西周的主要都城丰京和镐京因未详细探查，不便详细介绍。另一政治中心王城在东周时曾是都城。现在洛阳中州路一带发现了东周的王城，为各边近9华里的四方形城市，开12个门，东西与南北之间各有三条大道通往城门。城中央为皇城。东西两翼是一般居民区，北部为商业区。皇宫的前面南侧为宗庙与祭祀社稷的地方。这是采用端正的方格网系统的轴线，王宫居中，左右对称的布局，体现了“天子”位居天下四方四极的中心，反映了周代城市建筑突出王权威严、等级森严的思想和传统，形成中国漫长封建社会国都规划建设的基本模式。西周的王城也应该在东周王城之内。考古学家认为，“这座古城因曾几度修补，西周旧城已不易辨认了。”
春秋、战国时代，城市的普遍出现是一个突出的社会现象，“古者，四海之内分为万国。城虽大，无过二、三百丈者；人虽众，无过千家者……今千丈之城，百家之邑相望也。”诸侯、大夫都筑城邑。战国时代各国国都规模都较大。其中，最大最繁华的城市是齐国的首都临淄。“临淄之中七万户……甚富而实。其民无不吹竽鼓瑟，击筑弹琴，斗鸡走犬，六博蹋踘者。临淄之途，车击，人肩摩，连衽成帷，举袂成幕，挥汗成雨，家敦富，志高而扬。”苏秦说齐宣王：“临淄之中七万户，臣窃度之，下户三男子，三七二十一万。不待发于远县，而临淄之卒，固已二十一万矣。”其建城面积达60多平方公里。齐临淄、燕下都、赵邯郸、韩故城基本上都是正南北方向，或者有一道城墙基本上是正南北方向，平直的城墙，体现了《周礼》所记“惟王建国，辨方正位”的根本指导思想。都城一般都有“城”与“廓”两重。有的相重，如齐国的临淄、鲁国的滕城、淹国的淹城等，有的城与廓并列，如韩故城、赵邯郸、燕下都等。体现古代“筑城以卫君，造廓以守民”的思想。这些都城从城址的地理选择，如交通条件、水源条件、军事防御等地理条件选择基本上都周到而合理，城市的布局也是有计划进行的，或者是在原自然形成的基础上，又经人工规划布局而建成，因此城内的地理布局有的有明显的中轴线，有的主体高大建筑均称对峙。在规划设计中，既体现了传统的建筑思想，又充分利用了当地的自然条件。这表明那时的城市建设已达到相当高的水平。
在周代，人们已注意到不同地貌条件下生物种类的不同。《周礼·地官》记录说：“辨五地之物生：一曰山林，其动物宜毛物……，二曰川泽，其动物宜鳞物……，三曰丘陵，其动物宜羽毛……，四曰坟衍，其动物宜介物……五曰原隰，其动物为裸物……。”意思是说山中多走兽，江湖中多鱼鳖，丘陵地多鸟类，水边多贝甲。当时对不同地貌形态的地理环境及出产的动物作了粗略的分类。已经开始从地理环境的相互联系中来认识自然界，这也是一大进步。