Kartografija yra žemėlapių sudarymo menas ir mokslas, kuriuo užsiima kartografai. Žmonės piešė žemėlapius tūkstančius metų, siekdami suprasti savo aplinką. Tikslaus žemėlapio ieškojimas paskatino tyrinėtojus į nuotykius tolimose vietovėse dar XX a. XX a., o šiais laikais kartografai vis dar dažnai įsidarbina dėl nuolatinių politinių ir geologinių pokyčių visame pasaulyje. Norėdamas mokytis kartografijos, studentas turi būti pasirengęs metų metus lankyti kelių disciplinų kursus.
Terminas kilęs iš dviejų graikų kalbos žodžių chartis, reiškiančio žemėlapį, ir graphos, reiškiančio piešti arba rašyti. Istoriniais laikais atskira kartografo ranka nubraižė visą žemėlapį, dažnai turėdamas ribotą informaciją. Šiuolaikiniai kartografijos specialistai turi pranašumą, kad jiems padeda kompiuteriai ir kita įranga, todėl jų žemėlapiai tampa tikslesni. Kartografijos mokslas taip pat išsivystė, nes daugelis žemėlapių tapo daugialypės terpės duomenų sprogdinimais, prikimštais informacijos skaitytojui.
Pagrindinė kartografija apima du duomenų komponentus. Pirmasis yra vietos duomenys, nurodantys, kur yra vaizduojama sritis. Senoviniuose žemėlapiuose vietos duomenys dažnai rodydavo, kur kažkas yra, palyginti su kažkuo kitu, tačiau šiuolaikiniuose žemėlapiuose paprastai naudojamos geografinės koordinatės, pvz., platuma ir ilguma, kad būtų galima orientuotis. Antrasis duomenų tipas yra priskyrimo duomenys, rodantys vandens telkinius, kalnus, slėnius, kalvas ir kitas įdomias ir svarbias geografines ypatybes.
Pasaulio žemėlapis atspindi didžiulį matematinį ir estetinį iššūkį – Žemės rutulio pavertimą dvimačiu paviršiumi. Daugelis kartografų per šimtmečius kovojo su šia problema, stengdamiesi tiksliai ir efektyviai suprojektuoti Žemės rutulio ypatybes. Siekiant išspręsti šią problemą, buvo imtasi daugybės metodų, įskaitant Merkatoriaus projekciją – žemėlapį, kuris iškreipia geologines ypatybes į šiaurę ir pietus nuo pusiaujo, kad gaublį tilptų į tvarkingą stačiakampį. Kituose žemėlapiuose Žemės rutulys vaizduojamas dalimis, sumažinant būtinų iškraipymų kiekį.
Kartografijai reikalingi įgūdžiai yra didžiuliai. Kartografija labai priklauso nuo matematikos, kuri vaizduoja Žemę, kartu su mokslu, padedančiu apibūdinti ir suprasti geologines ypatybes. Specializuotuose žemėlapiuose gali būti tokių dalykų kaip vandenyno zondavimas, kuriam reikia okeanografijos žinių, arba unikalios uolienų formacijos, o tai reiškia geologinį regiono tyrimą. Žinios apie vykstančius politinius įvykius taip pat yra svarbios, nes tautos dalijasi, keičia pavadinimus arba išnyksta dažniau, nei daugelis žmonių suvokia.
Kartografijos produktus galima suskirstyti į du apytikslius žemėlapių tipus, nors jie dažnai gali sutapti. Topografinis žemėlapis yra sukurtas taip, kad atitiktų jame pavaizduotą kraštovaizdį. Topografiniai žemėlapiai paprastai apima aukštį, pagrindines geografines ypatybes ir kitą informaciją, kurią žmogus naudoja orientuodamasis. Šie žemėlapiai dažnai gali būti naudojami dešimtmečius, nebent įvyktų didelis geologinis įvykis, pavyzdžiui, ugnikalnio išsiveržimas ar žemės drebėjimas.
Kita vertus, topologinis žemėlapis naudojamas tokiai informacijai kaip greitkelių maršrutai, pavojingi šalies regionai ar gyventojų tankumas perduoti. Topologiniai žemėlapiai kartais gali būti gana sudėtingi, juose skaitytojams rodomos kelios svarbios funkcijos, kurias reikia pabrėžti ir šviesti, ir jie dažnai keičiasi, kai keičiasi juose pavaizduotų žmonių gyvenimas ir vietos.