Les sciences de la terre ont été mises à contribution dès les premières recherches paléolithiques au XIXe siècle pour trouver les sites archéologiques et participer à l'étude de l'adaptation des sociétés du passé aux changements environnementaux. Elles ont pris un rôle important dans les dispositifs d'archéologie préventive élaborés à partir des années 1980 pour sauvegarder les vestiges menacés par les travaux d'aménagement du territoire. La présente contribution vise à illustrer la démarche pluridisciplinaire à l'œuvre depuis plusieurs décennies, depuis les études documentaires et cartographiques jusqu'à l'ouverture de tranchées de diagnostic. Elle se propose également de montrer quelques apports de la géoarchéologie et de l'archéologie préventive aux questions géomorphologiques, à la reconstitution des dynamiques des paysages et à l'impact de l'Homme sur l'environnement. Les exemples présentés ont été choisis dans des contextes géographiques différents, du sud de la France, du bassin de Paris et d'Alsace, du paléolithique à l'époque moderne, pour illustrer les potentiels de la démarche qui gagnerait à être appliquée de façon plus systématique.