文人出游所带的器具中，大多备有写字的笔。他们将所行、所见、所思记录下来，形成了内容丰富、体裁多样、数量众多的游记。在这些游记中，除了一般性描写自然风光、历朝历代均有人创作的山水记外，还出现了一些具有时代感的作品。这些作品在数量上并不占据多数，但它们包含着明朝人特有的对科学的一种追求，对自然、对社会的一些独特观察。用今天的话来说，当时的一些文人是将旅游与学术研究结合在一起。徐霞客、王士性就是这样两位大旅行家，他们的著作——《徐霞客游记》和《广志绎》，是地理学观察、描写自然环境与人文景观的典范，是地理学在中国成为一门独立学问的标志。他们两人，因此而跻身于中国历史上著名地理学家的行列。
王士性，字恒叔，号元白道人，又号太初，生于嘉靖二十六年（1547年），卒于万历二十六年（1598年）。浙江临海人。王士性喜欢游历，读书时足迹已经遍及杭州及越中一带。万历五年（1577年）中进士后，任河南确山县知县。四年后，任满赴京，途中游历了中岳嵩山与大量中原名胜。进京后，任礼科给事中，仍醉心于山水之间。万历十三年（1585年），因母病逝，去职返家。在家两年中，游历了天台、雁荡、钱塘以及太湖等名山大川。万历十六年（1588年），返京复职途中，登临东岳泰山。这年秋季，王士性奉命典试四川，顺道游览了西岳华山，并在峨眉、青城等山间流连忘返。次年四月，转任广西提学道，途经衡阳，登临南岳衡山。至此，他已游遍了五岳。万历十九年（1591年）春，出任云南澜沧兵备道，游历了昆明池、独秀峰、太华山、点苍山、鸡足山等名胜。同年七月调任河南提学道。万历二十年（1592年）十二月调山东督粮道。万历二十二年（1594年）三月，王士性回北京，任大理寺少卿管京营。万历二十三年（1595年），因推辞河南巡抚职，调任南京鸿胪寺卿。两年多后去世。王士性问政之余，旅行遍及除福建省以外的两京十二省，写下了许多精彩的游记与记游诗，结集为《五岳游草》。晚年又撰写了《广游志》和《广志绎》两部书，对自己早年游历和考察的对象加以理论上的总结。
王士性对自然和社会的观察，是带着一种动态的眼光观察。如中国的山脉走向，《禹贡》首先提出“四列”说，将中国的山脉排列为由北往南的东西向四列。唐代的僧一行则提出了“山河两戒说”：将中国山脉排列为东西向南北两列。宋代著名理学家朱熹提出了中国三大龙的观点：“朱子曰：天下有三处大水，曰黄河，曰长江，曰鸭绿江。今以舆图考之，长江与南海夹南条干龙尽于东南海，黄河与长江夹中条干龙尽于东海，黄河与鸭绿江夹北条干龙尽于辽海。”王士性在经历广泛的游历和博览群书后，认为这些山系学说只是简单地划分中华大地众多山脉，存在的问题一是划分不够准确，如宋代的疆域较小，宋人的观点就没有包括云贵高原的群山；二是没有注意到被各个山系分割开来的区域，其发展过程是有早有晚。因而他认为，应该作下列划分：
昆仑据地之中，四傍山麓，各入大荒外。入中国者一，东南支也。其支又于塞外分三支：左支环虏庭阴山、贺兰，入山西，起太行数千里，出为医巫闾，度辽海而止，为北龙。中支循西番，入趋岷山，沿岷江左右。出江右者，包叙州而止；江左者，北去趋关中，脉系大散关，左渭右汉。中出为终南、太华，下泰岳起崧高，右转荆山抱淮水，左落平原千里，起泰山入海，为中龙。右支出吐蕃之西，下丽江，趋云南，绕霑益、贵竹、关岭，而东去沅陵。分其一，由武冈出湘江西至武陵止；又分其一，由桂林海阳山过九嶷、衡山，出湘江，东趋匡庐止；又分其一，过庾岭，度草坪，去黄山、天目，三吴止；过庾岭者，又分仙霞关，至闽止。分衢为大盘山，右下括苍，左去为天台，四明度海止，终为南龙。
王士性的三大龙划分，是“以水为断”，也就是以水系走向来分别山脉走向，虽然与今天的科学方法——以地质构造、地质时代的异同为标准，有很大差异。但是，他划分的有些山系，与现代的山系基本一致，这是难能可贵的。其次，与同时代的人相比，王士性的观点比徐霞客的三大龙说更为完整和系统。在三大龙的众多山脉中，王士性对南龙所在的长江以南地区的众多山脉，记载尤其详细。第三，王士性是以发展的眼光来看历史上中国的区域开发过程：“古今王气，中龙最先发，最盛而长，北龙次之，南龙向未发。自宋南渡始，发而久者，宜其少间歇。其新发者，其当坌涌何疑。”“然东南他日盛而久，其势未有不转而云贵、百粤。”在《广志绎》中，王士性对南龙所包括的江南地区的发展过程，再次作了阐述：
江南佳丽不及千年。……唐分十二道，一江南东道，遂包昇、润、浙、闽，一江南西道，遂包宣、歙、豫章、衡、鄂，岂非地旷人稀之故耶？至残唐钱氏立国，吴越五王继世，两浙始繁。王审知、李璟分据，八闽始盛。然后宋分天下为二十三路，江南始居其八焉：曰两浙，曰福建，曰江南东，曰江南西，曰荆湖北，曰荆湖南，曰广南东，曰广南西，而川中四路不与焉。赵宋至今仅六七百年，正当全盛之日，未知何日转而黔、粤也。
江南地区从五代吴越时开始兴起，至南宋时成为全国的经济中心。这种经济由北向南的发展过程，王士性认为是历史的趋势，黔、粤等地早晚也将发展起来。随着经济重心的转移，文化重心也会发生相应的变迁：“自昔以雍、冀、河、洛为中国，楚、吴、越为夷，今声名文物，反以东南为盛，大河南北不无少让何？客有云：此天运循环，地脉移动，彼此乘除之理。余谓是则然矣。”
由于王士性足迹遍布两京十二布政使司，又有多年的京官经历，不是普通旅游者的“到此一游”，因而所见所闻极为广泛。加上善于思考，多从全国性的视角分析各个区域的地理现象的差异。他从经济地理角度，观察到全国各大商埠的货物或者是商品的种类存在着很大的差异：“天下马头，物所出所聚处。苏、杭之币，淮阴之粮，维扬之盐，临清、济宁之货，徐州之车骡，京师城隍、灯市之骨董，无锡之米，建阳之书，浮梁之瓷，宁、台之鲞，香山之番舶，广陵之姬，温州之漆器。”从人文地理角度，王士性又注意到各地的科举人物数量也不平均：“江北山川彝旷，声名文物所发泄者不甚偏胜。江南山川盘郁，其融结偏厚处则科第为多，如浙之余姚、慈溪，闽之泉州，楚之黄州，蜀之内江、富顺，粤之全州、马平，每甲于他郡邑。”他又动态地注意到，文化名人的出生地集中在某几个地方，在明朝是有一个发展过程的：“即如国初，刘伯温以青田，宋景濂以浦江，方逊志以宁海，王子充以义乌，虽在江南，皆非望邑。其后李献吉以北地，何大复以信阳，孙太初以灵武，李于鳞以历下，卢次楩以濮阳，皆在江北。然世庙以来，则江南彬彬科盛矣。”也就是说，明朝江南出文人的高潮，是从嘉靖年间开始的。王士性更进一步揭示各区域间自然环境、经济环境的差异也会影响到人文环境：“东南饶鱼盐、秔稻之利，中州、楚地饶渔，西南饶金银矿、宝石、文贝、琥珀、硃砂、水银，南饶犀、象、椒、苏、外国诸币帛，北饶牛、羊、马、驴、绒毯，西南川、贵、黔、粤饶楩、枬大木。江南饶薪，取火于木；江北饶煤，取火于土。西北山高陆行，而无舟楫；东南泽广，舟行而鲜车马。海南人食鱼虾，北人厌其腥；塞北人食乳酪，南人恶其膻。河北人食胡葱、蒜、薤，江南畏其辛辣。而身自不觉，此皆水土积习，不能强同。”形象说明由于各个区域的自然环境不同，因而所出物产有很大差异，并进一步造成人们的饮食、交通等生活习惯也有地域性的差别。“海南”与“塞北”、“河北”与“江南”，这种大的区域性差异，一般旅行家也能观察到。同一个区域内，也有自然环境的差别，也会影响到人文景观的不同，这是王士性观察仔细之处，他注意到浙江一省：“杭、嘉、湖平原水乡，是为泽国之民；金、衢、严、处丘陵险阻，是为山谷之民；宁、绍、台、温连山大海，是为海滨之民。三民各自为俗。泽国之民，舟楫为居，百货所聚，闾阎易于富贵，俗尚奢侈，缙绅气势大而众庶小；山谷之民，石气所钟，猛烈鸷愎，轻犯刑法，喜习俭素，然豪民颇负气，聚党与而傲缙绅；海滨之民，餐风宿水，百死一生，以有海利为生不甚穷，以不通商贩不甚富，闾阎与缙绅相安，官民得贵贱之中，俗尚居奢俭之半。”中国人崇尚安居乐业，但一些区域的地少人多这个客观条件，迫使当地的百姓远走他乡：“江、浙、闽三处，人稠地狭，总之不足以当中原之一省，故身不有技则口不糊，足不出外则技不售。”王士性接着讲了他在云南了解到的事情。刚任云南澜沧兵备道时，他知道云南全省汉人之中，百分之五六十是江西抚州人。王士性一开始以为这些抚州人都是商贩，只住在城市里。当他深入各县考察时，才发现各个土府、土州等少数民族居住的地方，村落里当差的大多数也是抚州人。王士性以为只有云南内地是这种情形。当手下人从缅甸归来，将沿途经过的少数民族村落的首领姓名汇报上来时，王士性才惊讶地发现，自己第二次的判断也是错的：这些边境地区少数民族首领中的大多数也是抚州人。从澜沧兵备道驻地永昌城至缅莽之间，路程长达万里，历时两月才能走完，沿途居住的少数民族也是各不相同。
徐弘祖，字振之，号霞客，生于万历十四年（1586年），卒于崇祯十四年（1641年）。南直隶江阴县（今江苏江阴市）人。徐霞客出身于一个没落的士绅之家，年轻时应试科举落第后，就放弃了仕宦的念头。他在读书时，就特别爱好“奇书”，喜欢看历史及地理类书籍。在22岁那年，他首次出行，从江宁出发，游览了天台山、太湖、泰山等地。在母亲支持下，他每年都离家旅行，春天外出，秋冬归来，因而所行的路程都不太远。这些短途旅游，为徐霞客以后的长途旅行积累了经验。更为主要的是，在这些短途旅游中的所见所闻，使徐霞客心中产生了种种疑问：黄河水量这么小，不及长江三分之一，为什么典籍中人们会一直认为长江江源短而黄河河源很长？他要追本溯源，要通过实地调查去了解、揭示真相。于是，徐霞客越走越远。28岁至48岁间，徐霞客先后游览了五岳的嵩山、华山、恒山，以及五台山、黄山、庐山、普陀山、天台山、雁荡山和武夷山等，积累了观察山川地貌的经验，留下了17篇游记。51岁至54岁这四年，是徐霞客远行的阶段。徐霞客的家在江阴，处于长江的尾闾，江面宽阔，流量充沛，他要去探寻长江之源，于是有晚年长达四年的西游。从崇祯九年（1636年）九月十九日自家乡江阴启程，经南直隶、浙江、江西、湖广、广西、贵州等省，最后到达云南。到云南后，还计划远游缅甸，后因友人劝阻而放弃。这次远游，他写下了9卷游记。前后所写的10卷游记，就是我们今天所见的《徐霞客游记》。
徐霞客数十年考察的内容十分丰富。在科学上的贡献，首先是对岩溶地貌的考察和研究。坚硬的石灰岩，对机械侵蚀和物理风化作用的抵抗力很强，但容易被雨水和地下水沿节理溶蚀，分割成许多峻峭的峰林，或发育成溶洞。我国南方各省，由于降雨量多，各地岩溶地貌分布很广。徐霞客年轻时，已经游览过南直隶境内两座著名的溶洞——宜兴张公洞、善卷洞，对考察岩溶地貌积累了一定的经验。在这次西游中，他见到了广西、贵州、云南等省大量的峰林，而且三省各不相同。广西的山峰“有纯石者，有间石者，各自分行独挺，不相混杂”，云南“皆土峰缭绕，间有缀石，亦十不一二，故环洼为多”，贵州则界于广西、云南之间，“独以逼耸见奇”。广西一省境内，峰林也有区域性差异：桂林府境内的桂林至阳朔一带，是“石峰离立”，而且“粤山惟石，故多穿穴之流，而水悉澄清”，因而桂林山水甲天下，成为举世闻名的风景区；桂林府西侧为柳州府，柳江两岸的石峰已经不多：“两岸山土石间出，土山迤里间，忽石峰数十，挺立成队，峭削森罗，或隐或现。所异于阳朔、桂林者，彼则四顾皆石峰，无一土山相杂，此则如锥处囊中，犹觉有脱颖之异耳”；浔州府在柳州府南，境内的贵县郁江两岸，则是“石山点点，青若缀螺”，石灰岩山峰已被夷为平原。岩溶地貌的另一个特征，就是溶洞的发育。徐霞客考察过的溶洞，大约有二百多个。对洞穴的位置、高度、长广、地下河湖的面积与深度，都作了目测、杖测或声测。
徐霞客旅行路线总图
徐霞客在科学上的第二个贡献，是对山川源流的考察。徐霞客每到一地，“先审视山脉如何去来，水脉如何分合，既得大势，然后一丘一壑，支搜节讨”。十分注意山川水道的源流。最为著名的是《溯江纪源》（一作《江源考》），纠正了自《禹贡》“岷山导江”以来的长江正源是岷江的错误说法，正确地提出“推江源者，必当以金沙（江）为首”。并指出了二千多年来，这种错误说法一直没有得到纠正的客观原因：“河源屡经寻讨，故始得其远；江源从无问津，故仅宗其近。”“岷江为舟楫所通，金沙江盘折蛮僚溪峒间，水陆俱莫能溯。”由于四川、云南之间交通困难，使得两地之间的信息交流也很贫乏，“在（四川）叙州者，只知其水出于马湖、乌蒙，而不知上流之由云南丽江；在云南丽江者，知其为金沙江而不知下流之出叙为江源”。徐霞客除了写有关于长江源、盘江源的考证文章外，在游记中还对一些中小水系的源流作了记载，纠正了《明一统志》等书籍的错误记载。
《徐霞客游记》对火山温泉也有很详细的描写。徐霞客在崇祯十二年（1639年）游云南腾越州（今腾冲县）打鹰山时，当地人告诉他：“三十年前，其上皆大木巨竹，蒙蔽无隙，中有龙潭四，深莫能测，足声至则涌波而起，人莫敢近。近有牧羊者，一雷而震毙羊五六百及牧者数人，连日夜火，大树深篁，燎无孑遗，而潭亦成陆。今山下有出水之穴，俱从山根分逗云。”山顶的四座龙潭，就是四座火山口湖。由于火山活动，有气体喷出，所以有湖水涌波。火山爆发后，喷出的溶岩结成浮石，将火山口封闭。徐霞客详细记载了他观察到的现状：“山顶之石，色赭赤而质轻浮，状如蜂房，为浮沫结成者，虽大至合抱，而两指可携，然其质仍坚，真劫灰之余也。”由于有近代火山活动，腾越州附近的沸泉、温泉很多，徐霞客也大多作了记载。“又南越冈而下，过松山及诸所，二十里而入热水塘李老家。时犹下午，遍观热水所泄，其出甚异。盖坞中有小水自东峡中注而西者，冷泉也。小水之左右，泉孔随地而出，其大如管，喷竅而上，作鼓沸状，滔滔有声，跃起水面者二三寸。其热如沸，有数孔突出一处者，有从石窞中斜喷者，其热尤甚。……此冷泉南坡之热水也。其北倚东坡之下，复有数处，或出于砂孔，或出于石窞，其前亦作圆池，而热亦如之。两池相望，而溢孔不啻百也。”这段描写的是浪穹（今云南洱源）与鹤庆（今云南鹤庆）交界处的热水塘温泉。
对徐霞客和《徐霞客游记》，历来评价较高。《四库》馆臣认为“（徐）弘祖耽奇嗜僻，刻意远游，足迹既锐于搜寻，毫素尤勤于摹写，游记之夥，遂莫过于斯编。虽足迹所经，排日纪载，未尝有意于为文，然以耳目所亲，见闻较确，且黔、滇荒远，舆志多疏，此书于山川脉络，剖析详明，尤为有资证据，是洵山经之别乘，而地记之外篇。”将《徐霞客游记》与一般山水游记区别对待，将此书目作为地理书。梁启超认为徐霞客之游的目的不在风景而在探险，丁文江认为徐霞客在地理学上有五大发现，英国学者李约瑟把他喻为20世纪的野外勘测家。