Il sec. XV vide una rivoluzione della cartografia in Europa. Il primo importante passo fu compiuto con la traduzione in latino della Geografia di Tolomeo, iniziata da Manuel Chrysoloras e completata nel 1410 da Jacopo Angeli da Scarperia (figura a fianco). La spinta principale a migliorare la cartografia venne dalle scoperte di nuove terre fatte da esploratori portoghesi del XV secolo. Il fratello Mauro, un monaco di Murano (Venezia), godette di una eccellente fama di cartografo nella metà del XV secolo. Aggiunse le nuove scoperte alle sue carte ma non apportò miglioramenti alla scienza della cartografia. Nel sec. XV apparvero anche i primi mezzi di divulgazione delle carte con l'invenzione del torchio tipografico intorno alla metà del secolo. La prima versione stampata della Geografia di Tolomeo comparve nel 1475 nella traduzione latina sopra citata. Questa edizione conteneva soltanto il testo e non le carte. La data della prima edizione contenente le carte ancora non è certa, ma potrebbe essere quella stampata a Roma nel 1478 che presentava 27 carte. Molte edizioni stampate contenenti le carte si susseguirono e le terre recentemente scoperte venivano presto incluse. Nuove carte venivamo aggiunte alle varie edizioni per includere più accurate e dettagliate informazioni sull’Europa. Degna di nota è l'edizione di Firenze del 1480 che conteneva nuove carte di Francia, Italia, Spagna e Palestina. La prima stampa a mostrare il Nuovo Mondo fu edita a Roma nel 1475 e pubblicata nel 1508 con 34 carte. L'edizione che molti considerano come il primo atlante moderno (anche se il termine "atlante" non venne usato fino a che Gerardo Mercatore non lo coniò intorno 1578) venne pubblicata a Strasburgo nel 1513 con 27 carte del mondo antico e 20 carte basate sulle nuove conoscenze. Venne prodotta da Martin Waldseemüller (1470-1518?) che fece una chiara distinzione fra le due parti:

La scienza araba continuava a fiorire, ora di pari passo alla scienza europea, e la geografia matematica vide importanti sviluppi con Tuhfat Al-fuhul fi tamhid Al-usul di Sulayman Al-Mahri ed il suo commento Kitab sarh scritto all’inizio del XVI secolo. Al-Mahri usava le osservazioni astronomiche sull'altezza delle stelle per determinare la differenza di latitudine fra due località. I metodi trigonometrici permettevano di calcolare le differenze di longitudine. Inoltre riusciva a compensare gli errori causati dalle scorciatoie nei suoi calcoli matematici o dovuti a dati inesatti. Fu proprio il sec. XVI a vedere in Europa i primi consistenti miglioramenti matematici in cartografia anche se Regiomontano (1436-1476) aveva aperto la strada in tal senso già verso la fine del sec. XV. Egli aveva infatti messo a punto un nuovo torchio topografico a Norimberga nel 1472 e aveva annunciato la sua intenzione di pubblicare carte geografiche e libri, compresa la Geografia di Tolomeo.

Un allievo di Regiomontano di Norimberga fu Johann Werner (1468-1522). Sebbene fosse esperto nella costruzione di strumentazioni astronomiche, mostrò poco talento in lavori più teorici. L’opera più famosa di Werner è una collezione del 1514 , In Hoc Opere Haec Cotinentur Nova Translatio Primi Libri Geographiae Cl. Ptolomaei, che contiene i lavori di Werner sulla geografia matematica. Concittadino di Werner a Norimberga fu Albrecht Dürer (1471-1528) che da ragazzo visitò il laboratorio topografico di Regiomontano. Rimase affascinato dall’idea di proiettare una sfera su un piano e da come la Terra potesse sembrare se osservata dal cielo. Impiegò le sue idee sulla prospettiva nella cartografia (Underweysung der messung, Norimberga 1525) ed in particolare nel 1515 collaborò con Johann Stabius nella costruzione di mappamondi.

Un pioniere nella creazione di strumenti geografici e astronomici fu Apiano (1495-1552). Studiò la teoria cartografica di Werner, al quale fu sempre molto riconoscente per quanto gli aveva insegnato. Apiano cominciò la sua carriera di pubblicazioni col produrre la carta Typus orbis universalis, che faceva riferimento ad una mappa terrestre di Martin Waldseemüller dell'inizio del 1520. In generale le mappe di Apiano erano ben fatte, ma seguivano il metodo di Tolomeo ovunque fosse possibile e denotavano quindi una mancanza di spirito innovativo. La sua pubblicazione del 1524 Cosmographia seu descriptio totis orbis era basata in gran parte sull’opera di Tolomeo. Forniva un'introduzione all’astronomia, la geografia, la cartografia, la misurazione topografica, la navigazione, il tempo e il clima, la forma della Terra, le proiezioni cartografiche e gli strumenti matematici. Nella sua Cosmographia, Apiano suggeriva l’uso delle distanze lunari per misurare la longitudine; in un’opera successiva, l’Astronomicon Caesareum (1540) , richiamava all’uso delle eclissi solari per tale proposito.