徐霞客的主要貢獻有：

1.糾正了文獻記載的關於中國水道源流的一些錯誤。

2.喀斯特地區的型別分佈和各地區間的差異，尤其是喀斯特洞穴的特徵，型別及成因，有詳細的考察和科學的記錄。

3.觀察記述了很多植物的生態品種，明確提出了地形，氣溫，風速對植物分佈和開花早晚的各種影響。

4.調查了雲南騰衝打鷹山的火山遺蹟，科學的記錄與解釋了火山噴發出來的紅色浮石的質地及成因。

徐霞客從地形環境角度，解釋了出現這種自然現象的原因，駁斥了迷信說教，這也表現了他的唯物主義自然觀。

在地理學上的重要成就有：

（1）喀斯特地區的型別分佈和各地區間的差異，尤其是喀斯特洞穴的特徵、型別及成因，有詳細的考察和科學的記述。僅在中國廣西、貴州、雲南3省區，他親自探查過的洞穴便有270多個，且一般都有方向、高度、寬度和深度的具體記載。並初步論述其成因，指出一些巖洞是水的機械侵蝕造成，鐘乳石是含鈣質的水滴蒸發後逐漸凝聚而成等。他是中國和世界廣泛考察喀斯特地貌的卓越先驅。

（2）糾正了文獻記載的關於中國水道源流的一些錯誤。如否定自《尚書·禹貢》以來流行1000多年的“岷山導江”舊說，肯定金沙江是長江上源。正確指出河岸彎曲或巖岸近逼水流之處沖刷侵蝕厲害，河床坡度與侵蝕力的大小成正比等問題。對噴泉的發生和潛流作用的形成，也有科學的解釋。

（3）觀察記述了很多植物的生態品種，明確提出了地形、氣溫、風速對植物分佈和開花早晚的各種影響。

（4）調查了雲南騰衝打鷹山的火山遺蹟，科學地記錄與解釋了火山噴發出來的紅色浮石的質地及成因；對地熱現象的詳細描述在中國也是最早的；對所到之處的人文地理情況，包括各地的經濟、交通、城鎮聚落、少數民族和風土文物等，也作了不少精彩的記述。 他在中國古代地理學史上超越前人的貢獻，特別是關於喀斯特地貌的詳細記述和探索，居於當時世界的先進水平。　　

徐霞客則從地形環境的角度，解釋了出現這種自然現象的原因，駁斥了遷腐的迷信說教，這也表現了他的唯物主義自然觀。