الجغرافيا الطبيعية (بالإنجليزية: Physical geography) أو الفيزيوجغرافيا هو العلم الذي يدرس الظواهر الطبيعية على سطح الأرض من حيث توزيع اليابس والماء والتضاريس وأشكال السطح والغلاف الجوي والغلاف الحيوي مما لم يتدخل فيه الإنسان. يهدف علم الجغرافيا الطبيعية إلى فهم شكل الأرض وتغيراتها المناخية وخصائص غطائها النباتي والحيواني.
تطورت الجغرافيا الطبيعية بشكل كبير عبر التاريخ؛ فبعد ظهورها كعلم مستقل في منتصف وأواخر القرن التاسع عشر، شهدت فترة ضعف في الخمسينيات بسبب التركيز الزائد على الوصف والتصنيف والحتمية البيئية. ومع ذلك، في أواخر الخمسينيات وأوائل الستينيات، خضعت لتحول جذري نحو الكمية. وقد بدأ "نهج جديد" في الستينيات يركز على العمليات الديناميكية لأنظمة الأرض، معتمداً على مبادئ فيزيائية وكيميائية وبيولوجية، ويستخدم التحليل الإحصائي والرياضي. لفهم العالم الطبيعي، يعتمد علماء الجغرافيا الطبيعية على الاستقصاء العلمي والجغرافي، حيث يتميز الاستقصاء الجغرافي بتركيزه على التحليل المكاني والبحث عن الروابط بين الظواهر.
قُسمت الجغرافيا الطبيعية إلى تخصصات فرعية رئيسية تشمل الجيومورفولوجيا (علم شكل الأرض)، وعلم المناخ والأرصاد الجوية، وعلم المياه، والجغرافيا الحيوية، وعلم المحيطات. كما تغطي دراسات الجغرافيا الطبيعية مجموعة واسعة من المواضيع الأساسية مثل نظام شبكة الأرض، والأنهار، والمحيطات، والصحاري، والجيولوجيا الأساسية، ورسم الخرائط.
في السنوات الأخيرة، اتجه الجغرافيون الطبيعيون نحو أفكار الأنظمة الديناميكية غير الخطية والتعقيد لفهم الظواهر، ومع حلول عام 2000، اتجه المجال نحو نظرة أكثر شمولية وزيادة الوعي بالنهج العالمي وقضايا التغير البيئي. هذا يتطلب استخدام الخبرة في النمذجة الرياضية والإحصائية والاستشعار عن بعد، بالإضافة إلى التكنولوجيا الجيومكانية الحديثة مثل أنظمة تحديد المواقع العالمية (GPS) ونظم المعلومات الجغرافية (GIS). يواجه الجغرافيون الطبيعيون اليوم تحدياً كبيراً يتمثل في التعامل بشكل أكبر مع "البصمة البشرية" على الكوكب، مما يستدعي اهتماماً متزايداً بدور البشر في التغير البيئي والتفاعلات المعقدة بين الإنسان وبيئته.