傳統的地圖制圖學由地圖學總論、地圖投影、地圖編制、地圖整飾和地圖制印等部分組成。

地圖學總論包括地圖概論、地圖學史和地圖資料等部分。地圖概論主要研究地圖的定義、性質、作用、分類、內容及其表示方法等問題；地圖學史主要研究地圖制圖的發生和發展過程及其規律，預測未來地圖制圖的發展方向和道路；地圖資料主要研究全球性和區域性地圖成圖概況，重要地圖作品，大地測量控制系統的應用，地圖資料的整理、分析、評價和利用。

地圖投影是用數學方法研究將地球橢球面上的經緯線描繪在平面上的問題。主要內容包括：地圖投影的一般原理，探求地圖投影的各種方法，地圖投影的變換和地圖投影的判別等。地圖投影已發展成為一門獨立的學科。亦稱數學制圖學。

地圖編制研究制作地圖的理論和技術。主要包括：制圖資料的選擇、分析和評價,制圖區域的地理研究,圖幅范圍和比例尺的確定，地圖投影的選擇和計算，地圖內容各要素的表示法，地圖制圖綜合的原則和實施方法，制作地圖的工藝和程序，以及擬定地圖編輯大綱等。

地圖整飾研究地圖的表現形式。包括地圖符號和色彩設計，地貌立體表示，出版原圖繪制以及地圖集裝幀設計等。

地圖制印研究地圖復制的理論和技術。包括地圖復照、翻版、分涂、制版、打樣、印刷、裝幀等工藝技術。

此外，地圖應用也已成為地圖制圖學的一個組成部分。它主要研究地圖分析、地圖評價、地圖閱讀、地圖量算和圖上作業等。

地圖制圖學同許多學科都有聯系，尤其同測量學、地理學和數學的聯系更為密切。測量學給地圖制圖提供地面控制成果和實測地形原圖。地理學為地圖制圖提供認識和反映地理環境及其空間分布規律的基礎。地圖制圖學的地圖投影就是以數學為工具闡明其原理和方法的；地圖內容各要素選取指標已運用了數理統計和概率論的概念；計算機輔助地圖制圖更需要各種應用數學。此外，地圖制圖學還同物理學、化學、色彩學、美學、遙感技術、計算機科學等發生聯系。

地圖的起源和地圖制圖學的發展已有悠久的歷史。古希臘地理學家C.托勒密的《地理學指南》就是一部地圖制圖學著作。托勒密認為地理學就是“以線畫形式描繪地球上所有迄今已知的部分及其附屬的東西”。他研究了簡單的圓錐投影并繪制了世界地圖。中國西晉著名地圖制圖學家裴秀所創立的“制圖六體”，對中國古代地圖制圖學的發展產生了深遠的影響。唐代的賈耽、元代的朱思本、明代的羅洪先等歷代地圖制圖學家也對地圖制圖學的發展有過較大貢獻。歐洲文藝復興時期，著名地圖制圖學家G.墨卡托對地圖制圖學的發展起過重大的推動作用。17世紀以后，歐洲進行的大規模三角測量和地形圖測繪，促進了地圖制圖學的更快發展。在中國，從清代開始，進行了國家規模的地圖測繪，編制成帶有近代性的《皇輿全圖》和《大清一統輿圖》。20世紀初興起的航空攝影測量方法，改變了地形圖測繪生產過程，加上照相平版彩色膠印技術的應用，為地圖的大規模編繪和印制創造了條件，同時也促進了地圖制圖學現代體系的形成。