Ενα από τα δυσκολότερα, και στην ουσία άλυτο, πρόβλημα είναι ο απόλυτα σωστός τρόπος μεταφοράς της γήϊνης επιφάνειας σε ένα επίπεδο. Το πρόβλημα αυτό παραμένει άλυτο γιατί ουσιαστικά προσπαθούμε να μεταφέρουμε (να προβάλλουμε) μία καμπύλη επιφάνεια (τη σφαίρα της γης) σε μία επίπεδη επιφάνεια (χάρτη).

  Επειδή αυτό είναι αδύνατο να γίνει κατά απόλυτο τρόπο, δηλαδή η προβολή να δώσει ένα τέλειο αποτέλεσμα, η προσπάθεια επικεντρώνεται στο να γίνει μία όσο το δυνατόν πιο σωστή προβολή

   Η απόδοση της γήϊνης επιφάνειας πάνω στην υδρόγειο είναι η μοναδική σωστή προβολή γιατί αποδίδονται σωστά οι αποστάσεις μεταξύ των τόπων (ηπείρων), η έκταση, η διεύθυνση και το σχήμα των ηπείρων. Αντίθετα, σε οποιαδήποτε άλλη προβολή, είναι αδύνατο να υπάρχει σωστή απόδοση και των τεσσάρων αυτών χαρακτηριστικών. Ετσι, κάθε χάρτης, ο οποίος αποτελεί προβολή ενός τμήματος της γήϊνης επιφάνειας πάνω σε ένα επίπεδο, θα αποδίδει σωστά το πολύ τρία από αυτά τα χαρακτηριστικά και το τέταρτο λάθος, ή θα αποδίδει και τα τέσσερα χαρακτηριστικά όσο το δυνατόν πιο σωστά, χωρίς όμως κάποιο από αυτά να είναι απόλυτα σωστό.

    Στην προσπάθειά του αυτή, ο άνθρωπος έχει κατασκευάσει διαφόρων ειδών τεχνικές, που με μία λέξη ονομάζονται προβολές, με τις οποίες προσπαθεί να ξεπεράσει το εμπόδιο της καμπύλης επιφάνειας της γης. Οι προβολές αυτές, ανάλογα με τον τρόπο κατασκευής τους διακρίνονται σε:

α) Γνήσιες: όταν η κατασκευή τους βασίζεται σε γεωμετρική κατασκευή και β) Μη γνήσιες: όταν η κατασκευή τους βασίζεται σε μαθηματικές εξισώσεις.

Οι προβολές αυτές (γνήσιες ή μη γνήσιες) κατασκευάζονται πάνω σε μία επιφάνεια προβολής. Ανάλογα με το είδος της επιφάνειας διακρίνονται σε:

α) Αζιμουθιακές: όταν η επιφάνεια προβολής είναι επίπεδο (σχ. 1)

β) Κυλινδρικές: όταν η επιφάνεια προβολής είναι το εσωτερικό τμήμα ενός κυλίδρου που περιβάλλει ή τέμνει τη γήϊνη σφαίρα (σχ. 2) και

γ) Κωνικές: όταν η επιφάνεια προβολής είναι το εσωτερικό τμήμα ενός κώνου που περιβάλλει ή τέμνει τη γήϊνη σφαίρα (σχ. 3).

Σχ. 1 Αζιμουθιακή προβολή (από Peter H. Dana 1995).

Σχ. 2 Κυλινδρική προβολή (από Peter H. Dana 1995).

Σχ. 3. Κωνική προβολή (από Peter H. Dana 1995).

Επίσης, οι προβολές διακρίνονται, ανάλογα με το πού βρίσκεται το κέντρο της προβολής (ή αλλιώς η φωτεινή πηγή) στις εξής κατηγορίες:

α) γνωμονική (σχ. 4): όταν η φωτεινή πηγή βρίσκεται στο κέντρο της γης

β) στερεογραφική (σχ. 5): όταν η φωτεινή πηγή βρίσκεται στο αντιδιαμετρικό σημείο του σημείου όπου εφάπτεται το επίπεδο προβολής και

γ) ορθογραφική (σχ. 6): όταν η φωτεινή πηγή βρίσκεται στο άπειρο.

Για να γίνει πιο σαφής η έννοια της φωτεινής πηγής (και επομένως του κέντρου της προβολής) θα πρέπει να έχει κανείς υπόψη του εκείνες τις υδρόγειες σφαίρες που έχουν στο εσωτερικό τους μία λάμπα. Η λάμπα αυτή μπορεί να βρίσκεται είτε στο κέντρο της υδρογείου, είτε στο νότιο πόλο. Επίσης, το επίπεδο προβολής μπορεί κανείς να το φανταστεί σαν ένα κομμάτι πλάκας φίλμ, το οποίο εφάπτεται σε κάποιο σημείο πάνω στην υδρόγειο. Αν ξαφνικά ανάψει η λάμπα τότε, η επιφάνεια της υδρογείου θα αποτυπωθεί πάνω σ’αυτό το φιλμ και έτσι, θα προβληθεί πάνω στο φιλμ όλο εκείνο το τμήμα της υδρογείου που φωτίστηκε από την λάμπα.

Τέλος, ανάλογα με το σημείο στο οποίο εφάπτεται το επίπεδο πάνω στην υδρόγειο διακρίνονται σε:

α) Πολικές: όταν το σημείο επαφής είναι κάποιος από τους δύο πόλους

β) Ισημερινές: όταν το σημείο επαφής είναι κάποιο σημείο του Ισημερινού

γ) Πλάγιες: όταν το σημείο επαφής είναι κάποιο άλλο σημείο πάνω στην επιφάνεια της γης

Παρατηρώντας τις τρεις προηγούμενες προβολές (σχ. 4, 5, 6) μπορεί κανείς να πει ότι δεν διαφέρουν μεταξύ τους. Πράγματι, με μια πρώτη ματιά φαίνονται ίδιες μεταξύ τους. Αν όμως τοποθετήσει κανείς τις τρεις αυτές προβολές τη μία πάνω στην άλλη (σχ. 7) τότε, θα διαπιστώσει ότι οι παράλληλοι των 60° και των 75° διαφέρουν μεταξύ τους. Αυτό οφείλεται στη διαφορετική θέση της φωτεινής πηγής σε κάθε μία προβολή και όχι στο ότι δεν παρουσιάζεται σωστά η επιφάνεια  της γης. Η διαφορά αυτή γίνεται εμφανής στην περίπτωση της Γροιλανδίας όπου, η άκρη της χερσονήσου («μύτη») είναι και στους τρεις χάρτες στις 60° και παρόλ’ αυτά δεν συμπίπτει όταν τοποθετήσουμε τον ένα χάρτη πάνω στον άλλο

Από αυτό το παράδειγμα θα πρέπει να τονιστεί η σημασία που πρέπει να δίνεται στην ακριβή γνώση της προβολής με την οποία είναι κατασκευασμένος κάθε χάρτης, ιδιαίτερα όταν σκοπεύει κανείς να πάρει στοιχεία από τον ένα και να τα μεταφέρει στον άλλο. Μία τέτοια κίνηση θα δώσει σωστά αποτελέσματα μόνον όταν οι δύο χάρτες είναι κατασκευασμένοι με την ίδια προβολική μέθοδο. Σε διαφορετική περίπτωση θα πρέπει να μετατρέψει ο χρήστης κάποια από τις δύο προβολές στη μορφή της προβολής του άλλου χάρτη. Ετσι, από τη στιγμή που και οι δύο χάρτες θα έχουν την ίδια προβολή θα μπορεί να γίνει οποιαδήποτε μεταφορά στοιχείων από τον ένα χάρτη στον άλλο δίχως να υπάρχει περίπτωση να προκύψει λάθος στην τοποθέτηση.