地球仪是一种用来表示地球的球体模型，相较于平面的地图，球形的地球仪可以将地区、方位、角度、距离、面积等以较精确的方式显示。目前已知的最早的地球仪是在公元前150年的奇里乞亚。现存最早的地球仪是1492年，德国人马丁·倍海姆（Martin Behaim）制作的，当时属于美洲的位置还被标示成一片海洋，现存于纽伦堡。
公元前3世纪，希腊天文学确立了地圆说，最早的地球仪即出现于这段时期。已知最早的实例是公元前2世纪中叶由马鲁斯的克拉特斯在奇里乞亚（今为土耳其的库克洛瓦，Çukurova）所造。
中世纪以前的地球仪并未保存到现在，但有个叫“法尔内塞的阿特拉斯石雕”的天球仪幸存了下来，这个希腊化风格的雕塑是公元2世纪罗马时代的复制品，目前保存在意大利拿坡里国立考古博物馆。
描绘旧大陆的早期地球仪是在伊斯兰世界建造的。根据David Woodward的说法，波斯天文学家札马剌丁于1267年曾将地球仪带到元帝国的北京。《元史·天文志一》：“苦来亦阿儿子，汉言地理志也。其制以木为圆球，七分为水，其色绿，三分为土地，其色白。画江河湖海，脉络贯串于其中。画作小方井，以计幅圆之广袤、道里之远近。”，扎马鲁丁以中国传统“记里画方”的方法绘制，与后来依西方地理学制成的地球仪有本质上的不同。
现存最早的地球仪是1492年由马丁 · 倍海姆（1459-1537）在画家乔治 · 格洛肯顿（英语：Georg Glockendon）的帮助下制作的。倍海姆是一位德国的地图制作者、航海家和商人。在德国纽伦堡工作时，他将自己的地球仪称为“纽伦堡地球仪”，今称“ Erdapfel”。在此之前，倍海姆曾到过很多地方，他从1480年开始旅居于里斯本，进行商业活动，并与探险家和科学家往来，于1490年回到纽伦堡之后开始建造地球仪。
另一个早期的地球仪是大约在1510年的亨特-莱诺克斯地球仪（Hunt-Lenox Globe），它被认为是惯用语“此处有恶龙”的典故出处。2012年，人们发现了一个类似葡萄柚大小的鸵鸟蛋地球仪，由两个半颗鸵鸟蛋（英语：Ostrich egg）制成，这个地球仪被认为可以追溯到1504年，它可能是最早展示新大陆的地球仪。斯特凡 · 米西纳（Stefaan Missine）为华盛顿地图学会（Washington Map Society）期刊《波特兰》（Portolan）分析了这颗地球仪，他说道，这是“欧洲几十年来的重要收藏品”，经过一年的研究，咨询过许多专家，米西纳得出结论，亨特-莱诺克斯地球仪是鸵鸟蛋地球仪的铜制压铸品。
1507年，马丁 · 瓦尔德塞米勒制作了一个印有美洲的地球仪。1570年代，塔基丁（英语：Taqi ad-Din Muhammad ibn Ma'ruf）（Taqi al-Din）在君士坦丁堡塔基丁天文台（英语：Constantinople observatory of Taqi ad-Din）建造了另一个“非常现代”的地球仪。
蒙兀儿帝国的科学家在贾汉吉尔的赞助下建造了世界上第一个无缝隙的天球仪。
在中国，耶稣会教士利玛窦在中国制作了第一架西洋地球仪直接宣传地圆说 。《明史 · 天文志》 卷二十五记载 “ 万历中 ，西洋人利玛窦制浑仪 、天球 、地球等器 。” 耶稣会阳玛诺和龙华民于1623年制造过地球仪，现藏于不列颠图书馆，这可能为中国制作西式地球仪的范本，在此基础上完成于1630年的崇祯三年地球仪，为当时官方制造地球仪的最高水准。中国明清两朝所造地球仪只剩3件保存下来，2件存于故宫博物院，1件存于英国伦敦博物馆地理部。
埃默里·莫利纽克斯于1592年发行其地球仪和天球仪，被认为是英格兰第一个地球仪和天球仪的制造者，也是第一个制造地球仪的英国人。
1606年日本的林罗山跟不干斋巴鼻庵（日语：ハビアン）反驳西方地圆说时，所提到的“円模の地図”被认为是地球仪，之后涩川春海、司马江汉纷纷仿效西方制作地球仪，现存最早的日本制地球仪即涩川春海于1695年制造。荷兰人杰瑞德·法尔克（英语：Gerard Valck）（Gerard Valck）于1700年前后在阿姆斯特丹制作的地球仪被日本平户藩主松浦静山购入，至今仍保存在松浦史料博物馆（日语：松浦史料博物館）。
Globus IMP（英语：Voskhod Spacecraft "Globus" IMP navigation instrument），包括5英寸地球仪在内的电子机械装置，1961年到2002年间在苏联和俄罗斯的太空船中一直作为导航仪器使用。2001年，TMA 版本的联盟号宇宙飞船以数位地图取代了这个仪器。
在19世纪，小型的袖珍地球仪（不到3英寸）不但是绅士的身份象征，也是富家子弟的益智玩具。
