둥근 지구를 종이와 같은 평면에 옮기는 과정을 지도 투영이라고 한다. 지도 투영법은 여러 가지가 있는데, 기본적인 원리는 그림자놀이와 같다. 지구 한가운데 전구가 있고, 그 지구 위에 종이를 원뿔 모양, 원통 모양 등으로 말아 씌운다고 생각해 보자. 위선, 경선, 대륙 경계 등이 전구 빛을 받아 종이에 비쳐지면, 펜으로 종이에 비쳐진 것들을 따라 그리고 펼치는 것이다. 원뿔 모양으로 종이를 씌워 그린 것을 원뿔 도법이라고 하고, 원통 모양으로 씌워 그린 것은 원통 도법이라고 한다.
많은 지리학자들은 실제 지구와 같은 지도를 만들고 싶어 다양한 투영법을 고안했다. 하지만 거리, 방향, 모양, 면적 등이 모두 정확하게 반영된 지도를 만드는 것은 불가능하다. 따라서 지리학자들은 제작하는 지도의 목적에 맞는 지도 투영법을 선택하게 된다.
가장 널리 알려진 지도 투영법은 원통 도법에 속하는 메르카토르 도법이다. 1569년에 발표된 메르카토르 도법은 장거리 항해를 위해 고안된 것으로, 두 지점 사이를 동일한 방위각으로 항해할 수 있다. 또한 지도상의 모양이 실제 모양과 유사한 장점이 있다. 하지만 원통과 접하는 적도 주위는 면적의 왜곡이 없지만 극으로 갈수록 면적의 왜곡이 심해진다. 페터스 도법은 지도상의 모양이 실제 모양과 다르지만, 면적이 정확하다. 적도 쪽은 실제 모양보다 길쭉하게, 극쪽은 납작하게 표현된다.
남북으로 긴 우리나라는 원통을 90도 돌려 왜곡을 최소화한 횡축 메르카토르 도법을 사용하여 국내 지도를 제작한다. 또한 세계 지도는 2011년부터 면적과 형태의 왜곡을 절충한 타원형의 로빈슨 도법으로 제작하고 있다.
