Гравитацията на Земята варира в различните точки на планетата поради неравномерното разпределение на нейната маса.

Земята има форма на „геоид" — неправилно кълбо, което е сплеснато при полюсите и издуто при екватора. Това означава, че разстоянието от центъра на планетата до повърхността варира, което директно влияе на гравитационното ускорение. Освен формата, огромно значение има разпределението на масата под земната кора, като магмените басейни и тектонските плочи създават гравитационни аномалии.Един от най-известните примери е „Гравитационната дупка" в Индийския океан, където морското равнище е със 100 метра по-ниско от средното поради необичайно слаба гравитация. Този феномен е изследван подробно от мисията GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) на НАСА и Германския аерокосмически център, стартирала през 2002 година. Спътниците на GRACE измерват микроскопични промени в разстоянието помежду си, за да картографират земното гравитационно поле с изключителна прецизност.Друга ключова мисия е GOCE на Европейската космическа агенция (ESA), която през 2011 година представи най-точната карта на геоида до момента. Тези данни са критични за науката, тъй като помагат на океанолозите да разберат движението на течението и промените в морското равнище. Гравитационните карти се използват и за проследяване на топенето на ледените покривки в Гренландия и Антарктида, което дава важна информация за климатичните промени.