Quan sát là xem xét các sự vật và hiện tượng địa lí một cách có ý thức, nhằm mục đích tìm hiểu các tính chất, đặc điểm của chúng, nắm được những thuộc tính bản chất và xác lập được các mối quan hệ tương hỗ, nhân quả giữa chúng. Vì lẽ đó, quan sát được coi là một phương pháp quan trọng trong việc hình thành các biểu tượng và khái niệm địa lí.
Việc quan sát có thể được tiến hành ở ngoài trời, trong phòng hay ở các sơ sở sản xuất. Đối tượng quan sát có thể là các hiện tượng Địa lí tự nhiên hay Địa lí kinh tế, xã hội.
Đối với việc dạy học Địa lí, phương pháp quan sát có một ý nghĩa to lớn. Nhờ có quan sát, học sinh tri giác được các sự vật, hiện tượng địa lí trong hoàn cảnh tự nhiên bình thường của chúng một cách có mục đích (quan sát sự biến đổi của thời tiết, quan sát quy mô một nhà máy và các quá trình sản xuất…).
Quan sát trực tiếp cũng tạo điều kiện cho hoc sinh phát triển năng lực tuy duy (qua sự hướng dẫn của giáo viên) và rèn luyện thói quen độc lập, tích cực tìm hiểu những hiện tượng địa lí diễn ra hằng ngày ở xung quanh. Ví dụ: quan sát để nắm được đặc điểm khí hậu ở một địa phương.
Trong quá trình quan sát, học sinh phải sử dụng nhiều giác quan, vận dụng nhiều kĩ năng, kĩ xảo, phải ghi chép những kết quả rồi sau đó mới nhận định, phân tích các tài liệu để rút ra kết luận. Trong hình thức dạy học ngoài lớp như: tham quan, học tập ở vườn địa lí…phương pháp quan sát là phương pháp quan trọng hàng đầu để thực hiện những nhiệm vụ đề ra.
Các hình thức quan sát có thể khác nhau về thời gian và thời điểm tiến hành. Có những quan sát kéo dài trong nhiều ngày (quan sát thời tiết, chế độ nước của một con sông…) nhưng cũng có quan sát chỉ cần tiến hành trong một thời gian ngắn (quan sát một trận mưa…). Lại có những quan sát chỉ có thể thực hiện được khi hiện tượng đang xảy ra (hiện tượng nhật thực, nguyệt thực)…
Muốn hướng dẫn học sinh tiến hành quan sát có kết quả, trước hết giáo viên cần làm cho học sinh hiểu được mục đích và nhiệm vụ của việc quan sát. Khi xem xét các đối tượng phải tập trung chú ý đến những thuộc tính nào quan trọng nhất của đối tượng. Trên cơ sở đó đối chiếu với các đối tượng khác hoặc với các biểu tượng đã có để xác lập mối quan hệ giữa chúng, tìm ra những tri thức mới.
Thực ra, kĩ năng quan sát không phải được hình thành trong một lúc. Thông thường, học sinh chưa biết cách quan sát. Chính vì vậy, vai trò của giáo viên ở đây rất quan trọng. Giáo viên cần hướng dẫn và rèn luyện cho học sinh cách quan sát, trình tự tiến hành quan sát. Công việc này phụ thuộc khá nhiều vào đối tượng quan sát.
Khi học sinh đã sơ bộ nắm được kĩ năng quan sát, giáo viên nên hướng dẫn các em tự mình thu thập những tài liệu quan sát, phân tích, tổng hợp để rút ra những kết luận cần thiết.
Ngoài ra, giáo viên phải duy trì thường xuyên hứng thú quan sát cho học sinh. Muốn thế, trong quá trình quan sát, phải luôn luôn khuyến khích, giúp đỡ, động viên tạo hứng thú cho các em trong việc tự tìm ra lời giải đáp cho những vấn đề mà các em quan tâm. Nếu có thể, nên sử dụng kết quả quan sát của các em vào các bài tập trên lớp hoặc tổ chức những buổi báo cáo để các em có dịp trình bày lại những kết quả quan sát của mình.