Зачатки картографии появились ещё до появления письменности в первобытном обществе. Древние люди обычно изображали ночное небо. Так, наскальный рисунок найденный на стенах пещеры Ласко во Франции изображает часть ночного неба, включая три яркие звезды Вега, Денеб и Альтаир (созвездие Летний треугольник), а также кластер звезд Плеяды. Он датируется приблизительно серединой 17 тыс. до н. э. В первобытное же время появляются картоподобные изображения гор, рек, долин и маршрутов. В частности, подобные рисунки найдены в окрестностях города Павлова (Чехия) и датируются приблизительно 25 тыс. до н. э. Изображение напоминающее карту поселения найдено в протогороде Чатал-Хююке (Анатолия), оно датируется концом 7 тыс. до н. э.

Картография была известна в Древнем Египте и Вавилоне, их карты относятся к 3-1 тыс. до н. э. Большое развитие картография получила в Древней Греции. Среди греческих картографов были Анаксимандр, Гекатей Милетский, Геродот, Эратосфен, Птолемей и другие учёные, они использовали как исследовательские наблюдения, так и математический подход. Считается, что первыми карты стали делать ионийцы из Милета в Малой Азии. Город был крупным центром торговли и мог получать знания из наследия древних культур Ближнего Востока. Первым картографом называют Анаксимандра из Милета (ок. 611—546 до н. э.). По его мнению, Земля имела цилиндрическую форму подобно каменной колонне, плавающей в пространстве, а та часть, которая была населена людьми, была круглая, в форме диска. Предполагал, что этот диск является верхней поверхностью цилиндра. Карта Анаксимандра не сохранилась, но пятьдесят лет спустя Гекатей Милетский (550—475 до н. э.) создал новую карту, которая, по его словам, была усовершенствованной версией карты его предшественника. По карте Гекатея Земля изображалась как круглый диск окружённый океаном, в центре которого располагалась Греция. Его карта отражал представление, что мир разделён на два континента — Азию и Европу. Граница между ними шла через Геркулесовы столпы, Босфор и Дон.

Вершиной древнегреческого картографического знания были работы Клавдия Птолемея (90–168 н. э.). Древнегреческий учёный делал попытки задавать положения географических объектов на поверхности планеты с помощью системы координат с параллелями широты и меридианами долготы. Он создал две новых картографических проекции — коническую и стереографическую. Птолемей смог создать большой справочник по координатам различных точек и учебник по составлению карт («География» Птолемея в восьми книгах).

Картография также была известна в Древних Риме, Индии, Китае, мусульманском мире. Самый известный документ, который связан с римской картографией, и дошёл до наших дней — это Пейтингерова таблица. Это копия древнеримской карты, созданная в 13 столетии и названная по имени одного из её владельцев - немецкого любителя древностей, жившего в XV—XVI вв. Конрада Пейтингера. Предполагается, что оригинал был создан в период между I веком до н. э. и V веком н. э. Возможно, оригинал создан на основе карты Агриппы, составленной для римского императора Октавиана Августа. На карте изображены римские дороги, города, значительные природные объекты - моря, реки, горы, леса, и достопримечательности. Карта показывает не только территории Римской империи, но и Ближнего Востока, Индии, Шри-Ланки и даже Китая.

На Руси картография была известна ещё до эпохи Петра. В 14 столетии собственники земли должны были иметь чертежи своих владений. В 1497 году был создан «Чертеж московских земель», он давал геометрическую характеристику единого централизованного государства. По опросам и рассказам русского книжника и дипломата Дмитрия Герасимова итальянский учёный Паоло Джовио создал «Книгу о посольстве Василия, великого князя Московского, к Клименту VII» (1525 г.), где была карта «Московии». В книге было высказано одно из первых предположений о существовании Северного морского пути. Говорилось о возможности добраться на кораблях от Северной Двины до границ Китая. В 1553 году венецианский картограф Баттиста Аньезе составил рукописный атлас, который включал в себя морскую карту с прямой ссылкой на Дмитрия Герасимова - «Карта Московии, составленная по рассказу посла Димитрия».

Примерно 1536 году окольничий И.В. Ляцкой, уехавший в Литву после смерти Государя Василия III, сообщил картографические данные литовскому географу Антонию Виду, который составил в 1542 году карту Московского государства с подписями на русском и латинском языках. Карта была опубликована в 1544 году Мюнстером и в 1555 году Видом. Эта карта охватывала пространство от финских земель до Каспия, от Киева до устья реки Оби. Примерно к этому же периоду относится карта австрийского посла Сигизмунда Герберштейна. Его карта Московии, гравированная Хирсфогелем в 1546 году, проще карты Ляцкого-Вида, но даёт правильное изображение гор Урала и границы лесов в Южной России.

Известно, что архивы царя Ивана Грозного насчитывали 248 карт, включая «Большой Чертеж», который, судя по всему, был составлен во второй половине XVI в. Впоследствии «Большой чертёж» многократно редактировался, в него вносились изменения и дополнения. К сожалению, он не сохранился до наших времён, дошёл лишь комментарий к нему, «Книга Большому Чертежу». Она содержит данные по природе, хозяйстве, быте народов России, основных путях сообщения, главные из которых шли по рекам, о городах и крепостях по границам государства. В царствование Ивана Васильевича было составлено и первое геодезическое руководство «Книга, именуемая геометрия, или землемерие радиксом и циркулем...». В 16 столетии был создан и первый печатный вариант карты Русского государства – карта Московских земель, по одной из версий, её датируют 26 января 1525 года. Русские карты XVI и XVII столетий были в основном рукописными, создавались в единичных экземплярах. Поэтому, подавляющее большинство из них стали жертвами времени – регулярных пожаров, разорения Москвы во время Смуты начала 17 столетия, небрежного хранения в архивах утративших практическую ценность документов.

Большой вклад в русскую картографию внесли путешественники. В XVII столетии Русское государство сильно расширило свою территорию. Храбрые русские казаки-первопроходцы и промышленники (добытчики пушного и морского зверя) довольно быстро для таких огромных пространств продвинулись на восток и к концу века полностью присоединили к России всю Сибирь и вышли к берегам Тихого океана. Во время своих экспедиций они часто составляли «чертежи» (схематические карты) и описания новых земель, затем их доставляли в сибирские города и Москву. В столице по этим данным составляли общие карты Русского государства. Так, Иван Петлин, в 1618 году вышел из Томска и через Урянхайский край двинулся в Калган и Пекин. Он в своей «Росписи китайскому государству и пообинскому» сообщает, что он привез государю Михаилу Федоровичу чертежи и роспись «по Китайскую область». В 1648 году Семён Дежнев обогнул морем северную оконечность Азии и фактически разрешил вопрос о существовании пролива между Евразией и Америкой. Затем совершил сухопутный поход с реки Анадырь в бассейн реки Колымы, составив карту этого пути. В 1658 году казак Михаил Стадухин сообщил якутскому воеводе о своём пребывании на Анадыре и на побережье Охотского моря и уведомил о том, что послал в Якутск описания и карты земель рек.

Многие исследователи получали предписания составлять росписи (описания) и чертежи (карты) тех местностей, которые будут изучены. Такой наказ получил и Василий Поярков, первый исследователь Амура и Охотского моря. Именно эти работы открыли миру огромный регион, который раньше был известен только по легендам античных авторов да смутным обрывочным данным, которые приводили марко Поло и другие путешественники в Монголию и Китай.

Чертежам придавалось государственное значение, так правительственными указами были составлены четыре карты Сибири: 1629 и 1667 годов по приказу воеводы Петра Годунова, 1672 и 1698 годов Семена Ремезова. Копия карты 1667 года сохранилась в Стокгольмском государственном архиве. В нескольких копиях сохранился и чертёж Ремезова 1698 года. Рисунок довольно простой, но он показывает положение Уральского хребта, гидрографическую сеть и важнейшие города Сибири. К началу 1701 года выдающийся ученый и культурный деятель эпохи Семён Ремезов, вместе с четырьмя сыновьями, завершил «Чертежную книгу Сибири». Этот первый русский географический атлас состоял из 23 карт большого формата и дошёл до нашего времени.

Со времён царя Петра I история русской картографии вышла на научный уровень. Царь лично посылал для съёмок геодезистов и морских офицеров, выписал из Европы граверов Шхонебека и Пикара для издания карт. В 1745 году благодаря деятельности секретаря Сената И. Кирилова был издан русский географический атлас из 19 карт.