环境是一架“精巧机器”，也就必然承认地理系统中的协同性。这种协同性不仅表现于各类自然要素之间的互相影响和匹配之中，而且表现在人与自然之间的复杂关系之中。理论地理学为寻求统一基础上的普适指标具有独特作用。④一切地理研究的结论都是空间关系研究与时间过程研究的统一体。理论地理学提供了时空耦合的基本法则和基础。

最初的理论地理学关心的是关于地理分布形态的一些数学分析，现代理论地理学注重地理过程与地理系统的模式阐述。在模式阐述方面，理论地理学基本上采取了4种分析类型：环境（比如说山地）、区域（比如说城镇体系）、地方和全球。关于环境与区域的学说构成狭义的理论地理学内容，纳入地方与全球的学说后，形成广义理论地理学体系。一般说来，狭义理论地理学采取数学现实阐述理论，与理论物理学的阐述形式相近，但是关于地方和全球的理论，采用学说形式，比如说地带性学说。这种情况的出现是因为地球只有一个，地方也是独特的，“没有第二个例证”，一般的物理学逻辑实证主义的理论发展道路在全球、地方问题分析中失效。因此，把理论完成数学化的理论物理学模式在理论地理学构造体系中不完备。

一些学者（如牛文元《理论地理学》）认为 理论地理学研究普遍遵循以下原则：

①地理系统的整体性原则。地理系统很好地体现了“整体大于部分之和”的概念，这是地理学综合性特征的概括。不揭示地理系统所具有的整体效应，就谈不上理论地理学的建立。

②地理要素的最小限制原则。从这个原则出发，可以有效地认识地理区域或地理环境诸要素的贡献能力的临界条件或容忍阈值，由此确定适宜的区域载荷量、区域生产潜力，以及地理系统的边界条件。

③地理现象在空间上的连续过渡原则。这成为所有地理学理论普遍遵循的原则之一，是由地球基本特性所决定的。由此去认识地域分异和地理空间内的分界，绝大多数必然是模糊的、不分明的和连续过渡的。这种客观存在的事实，不仅不会排斥研究者使用合理的、准确的、清晰的和严格的地理界限区分空间，而且它本身正好为精确的数学表达提供了广阔的前景。

④地理相似性与差异性的互补原则。在地理环境中，无限的差异性与相似性组成互为对立的一组事件。相似中孕育着差异，差异中包含着相似。以数量表达的形式，假定两种地理事件完全相似时的概率为1，绝对差异时的概率为0，则在地理空间或地理事实的相似性比较上，其实际概率总介于0～1之间，相似性的概率值越大，差异性概率值越小，反之亦然，二者之和恒等于 1。这种互补的、对应的概率特性，构成了一切区域空间比较或类型划分的基础。

⑤地理环境演变的趋稳性原则。由于各类地理要素之间的互相作用，对于地理环境的动态演变来说，总有一种趋稳的特性。当地理环境演变达到稳定态之后，只要输入条件中的扰动或各要素之间“流”的变化幅度在允许的范围之内，则该稳定态得以保持。一旦发生超越稳定态的许可范围的扰动或变化，则进入某种新的不稳态，经地理系统自我调节和自我适应，会在新的条件下达到新的稳定态。

⑥地理过程的震荡冠律原则。地理过程随时间的变化，在随机条件下，一般具有某种周期或循环的特性。依据此项原则，地理过程的模拟和趋势预测，才具备一定程度的合理性和可能性。

另外一些学者（例如王铮等《理论地理学概论》）认为把理论地理学理解为研究地理学整体规律只能使理论地理学流于空泛，成为哲学学科。理论地理学应该是研究具体的规律、环境或区域的模式以及地方学说的科学。因此理论地理学没有什么特殊的研究的原则，而是应该遵守一般的实证科学和规范科学的原则。与一般的科学不同，理论地理学基于地理学对地理事物的认识，即“直接依赖与地球表层并且相互之间存在着不可忽视的相互作用”，理论地理学研究的特殊原则只有一个“不可忽视地理事物的相互作用”，这种相互作用导致了地理学理论研究注重整体性和差异性，换言之，物理学研究常用的“隔离体”思想在理论地理学研究中不能被采用。

关于理论地理学的研究内容，存在着不同的理解。邦奇的《理论地理学》研究内容，限于地理现象分布的解析表达。后来的一些发展，把理论地理学内容基本上限于经济-人文地理学领域。以牛文元《理论地理学》为代表的地理学家认为，理论地理学研究的是地理学的整体规律和普适认识。牛文元全面地理解了理论地理学，他的理论地理学的研究内容有以下方面：

　①研究地理有序性，包括地理系统的空间有序、时间有序、感应有序、等级包容等。

②研究地理系统的结构、功能和动态特征。

③研究地理过程的节律性，预测地理过程的变化。

④研究地理现象的组合规律及其作用、影响。

⑤研究地理时空耦合，即地理空间中的物质、能量和信息的扩散、集聚及其随时间进程而产生的不同表现范围和分布格局。

⑥空间行为理论。

⑦地理哲学和地理学方法。

关于理论地理学的内容的另一种理解是类似理论物理学的，这种传统最早开始在Scheidegger，A．E, Theoretical Geomorphology中。在Scheidegger这里，理论理论地貌学被理解为地貌学规律的解析的、抽象模型的阐述。王铮、丁金宏的《理论地理学概论》发扬了Scheidegger的传统，他们提出理论地理学研究出研究地理学的一般规律外，重点研究各种地理过程的动力学机理，各种环境、区域表象的模型或解析模式，以及各种关于地方及全球的地理学说。分别称为狭义理论地理学、宽义理论地理学和广义理论地理学。对于一般性的地理学规律，包括地带性与地域分异性、系统性及节律性、环境与区域的进化性，后者也被称为“地理学的历史主义”。

在1990年后，地理信息科学迅速发展，也形成了一些理论认识。关于地理信息科学或者狭义的地理信息系统的理论是否足以形成理论地理学分支，还有待进一步的实践经验。不过关于某些地理学规律分析的非数值模拟模式，例如关于城市发展的元胞自动机模型、关于人口-经济空间格局变化的多层次基于自主体模拟模式，已经表现出理论地理学特征。实际上由于地理现象的复杂性，元胞自动机、基于自主体模型等基于复杂系统理论的非解析方法，可能成为地理学的方法主流，因此这样一些算法模型，将成为理论地理学的重要内容。

理论地理学力图揭示地理学整体本质，它已经或正在证实，地理系统的空间结构、空间组织、空间有序和空间行为等，能够很好地耦合于自然地理过程和人文地理过程之中。它以认识地理区域的整体表现、集合效应和宏观趋势等作为有别于相邻学科的研究目标。同时，又从物质、能量和信息在地理空间中的迁移、转换和贮存的特征中，揭示地理流、地理势、地理场、地理谱和地理熵等具有统一基础的指标，由此对于地理系统的可测性、可比性、可控制性和定量化作出贡献。

理论地理学的科学地位在以下方面得到肯定：在各类学科中，地理学几乎是惟一的既联系着自然环境，又联系着社会经济的独特学科。理论地理学具有沟通自然系统与人文系统之间联系的桥梁作用；在地理学的传统体系中，似乎总也摆脱不了二元性的约束，无法圆满地解决地理学的统一问题。理论地理学则被认为是实现解脱的希望所在；承认自然环境是一架“精巧机器”，也就必然承认地理系统中的协同性，理论地理学为寻求统一基础上的普适指标具有独特作用；一切地理研究的结论都是空间关系研究与时间过程研究的统一体，理论地理学提供了时空耦合的基本法则和基础。

在学术界有些学者认为不存在理论地理学，因为地理学有明显应用特色，应用其它学科理论就够了。这种看法在于忽视地理现象的整体性，一般分析性学科从一个角度可以认识地理现象，同时不能揭示地理现象的相互联系和他们的演变，这种对相互联系的重视正是理论地理学的特点。相关书籍

例如流体力学研究河流，把河岸作为流体的边界条件；地质学研究河岸，把水流作为外部要素。地理学关心的是水流启动河岸泥沙，改变了水流结构也改变河岸的形态，这种研究是地理学从整体性研究的特点。地理学研究的另一个特点是地理现象的差异性，这种差异性导致一个地方不同于另一个地方，今日的地球不同于昨日的地球。差异还意味着区域之间相互依赖，区域、环境、全球和地方发展过程是进化的、路径依赖的，这些差异性特点导致了需要一种综合的理论，这就是理论地理学。