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  第一次科學地測量地球半徑的人是公元前3世紀的埃拉托色尼(Eratosthenes)。  公元前1世紀,希臘哲學家波希多尼用天文方法進行測量,修正了埃拉托色尼的結果。

  

  由於地球的自轉、內部密度的不均勻以及外部的潮汐力使得地球的形狀偏離完美的球形。 同時區域性的地勢增大了這種不均勻性,使得地球的表面狀況極度複雜。為了便於處理,對地球表面的描述必須比實際更加簡單。因此我們建立一個能夠滿足需要的地球表面的最簡模型。  所有這些常用的模型都會涉及到“半徑”的概念。嚴格地說,立體圖形中只有球體才有半徑的概念,但在很多領域,包括處理地球的模型,都會擴充套件“半徑”的用法。以下是按照精確度降序的地球模型:  對於大地水準面和橢球體來說,模型上任何一點到指定中心的確定距離被稱為“地球的一條半徑”或“在某點地球的半徑”。同時也常用球體模型的“平均半徑”來作為“地球半徑”。另一方面,對應地球真實表面的“半徑”是沒有實際用處的。相反,相對於海平面的海拔才是有實際用途的。  地球的任何一條半徑長度都落在最小的約為6,357km的極半徑以及最大的約為6,378km的赤道半徑之間。因此地球形狀與標準球體的偏差只有約三百分之一,這在大多數情況下可以充分地把地球看做球體並使用術語“地球半徑”。這個概念也可以推廣到其他主要的行星上去,只不過扁率有差異而已。

  行星的旋轉使得其呈現“橢球形”:在赤道上凸起而在極點平坦。所以"赤道半徑" formula_2 比"極半徑" formula_3大約formula_4,其中"扁率" formula_5 等於

  

  或稱半長軸,是從地球中心至赤道的距離,相當於6,378.1370公里 (≈3,963.191英里; ≈3,443.918海里)。地球的赤道半徑經常被拿來和其他的行星比較。

  或稱半短軸,是從地球中心至南極或北極的距離, 相當於6,356.7523公里(≈3,949.903英里;≈3,432.372海里)。
由於地球並非完美的球體,所以並不能用一個值來表達地球的實際半徑。但由於地球的形狀很接近球體,用6,357km到6,378km(≈3,950 - 3,963英里)的範圍值可以涵蓋需要的所有半徑。從數種把地球當做球體的建模方法都可以得到一個較方便的平均半徑,這個值為6371km(≈3,958.7613英里)。“半徑”常用來表示一個球體的屬性,但本文中它更多的指地球“中心”到假象的地球模型表面的距離。這個距離隨著隨著位置的不同而不同。本文主要主要把地球當做球體或者橢球體模型來對待。對於地球模型的更詳細的討論可以參見條目地球形狀。