지리학 전반에 걸친 학술연구, 교육이론과 실제에 관한 과학적 연구를 통하여, 지리교육의 정상화와 지리학 발전에 기여할 목적으로 임한수(林漢洙) · 김상호(金相昊) · 황석근(黃錫根) 등 지리학 교수들이 중심이 되어 설립되었다.
1973년 7월 성신여자사범대학(현 성신여자대학교)에서 "한국지리교육학회"로 출범하였다. 그리고 1974년 학회지 『지리학연구』(The Geographical Journal of Korea)를 창간하였다.
2002년 4월에는 건설교통부 산하 사단법인으로 등록되었고, 2003년 7월에 학회의 창립 30주년을 기념하여 「지리학과 국가균형발전」이란 심포지엄을 개최하였다. 또한 2003년부터 학술지 영문호를 발간하기 시작하였다. 2004년 2월에 지리학의 저변을 넓히고 적극적 사회참여와 정책연구를 활성화시키기 위해 학회명을 사단법인 "국토지리학회"로 변경하였다. 2005년에는 학회지가 학술진흥재단 등재지로 선정되었다. 2009년에는 학회 학술지 명칭을 『국토지리학회지』로 변경하였다.
2011년부터는 국토연구원과 공동으로 '전국 중학생 국토올림피아드 대회'를 개최하였다. 그리고 같은 해 국토연구원과 공동으로 ‘G20 글로벌 경제영토’ 세미나를 개최하였다. 2012년에는 교과부 및 동북아역사재단과 공동으로 전국 중고등학교 학생을 대상으로 '독도 과거대회'를 열기도 하였다. 2018년에는 대통령 직속 지역발전위원회와 대통령 소속 지방자치발전위원회와 공동으로 '2018 지방분권과 균형발전 비전회의'에서 "지방분권과 균형발전은 대한민국의 새로운 도전이자 시대적 소명이라는 데 인식을 같이 하며, 이를 실천하기 위해 공동으로 노력할 것"이라는 제주선언을 발표하기도 하였다.
2024년에는 유관 학회와 공동으로 한국지리학대회 개최를 주관하였고, 2025년에도 ‘지속가능발전목표(SDGs) 달성과 동아시아 평화를 위한 지정학적 접근’을 주제로 국제지역학회 등 지리학 관련 학술 단체 21곳과 공동으로 한국지리학대회를 개최하였다.
현재 국토지리학회는 첫째, 국토 및 국내 · 외 지역에 관한 연구 성과의 학술지 발간과 학술대회 개최, 둘째, 우리 국토의 이해와 발전을 위한 연구 · 출판 · 콘텐츠 개발사업, 셋째, 지역에 대한 조사 및 연구 활동, 넷째, 국토의 지속가능한 개발, 환경친화적 발전 및 장소마케팅에 관한 연구, 다섯째, 지리학 및 지리교육학의 발전과 진흥을 위한 사업 등을 추진하고 있다. 연구 활동 외에도 각종 연구용역을 수행하고 있으며, 학회지 『국토지리학회지』를 발간하고 있다.