Les premières cartes réalisées (portulans), à la fin du Moyen Âge, ne représentaient les distances qu’approximativement. Peu à peu, les tracés (des côtes et des cours d’eau) s’améliora et les représentations devinrent plus fidèles, mais il fallut attendre des progrès importants des mathématiques pour voir les cartes devenir plus exactes et plus fiables, soit au cours du XVII^e siècle.

Sous l’Ancien régime (et donc, avant l’adoption du système métrique décimal, en 1795), la représentation des cartes donnait matière à de nombreux calculs, fort complexes : au XVIII^e siècle, on trouve de nombreuses cartes à l’échelle « d’une ligne par toise » (une ligne = 2,256 mm ; une toise = 1,949 m environ) ou encore « un pouce par lieue » (un pouce = 2,8 cm environ ; une lieue = 4 kilomètres environ). De plus, les mesures utilisées étaient variables d’un lieu à l’autre, la toise de Paris étant plus courte que celle de Tours ou d’autres villes, mais plus longue que quelques autres.

Chargé par Louis XV (1715-1774) de dresser une nouvelle carte du royaume de France, Cassini de Thury (1714-1784) choisit d’utiliser, en 1747, l’échelle « d’une ligne pour 100 toises » (soit une échelle de 1/86400, une toise valant 864 lignes).

De 1818 à 1867, les ingénieurs géographes du Dépôt de la Guerre assurèrent la nouvelle triangulation du pays et réalisèrent en « projection équivalente de Bonne », à l’échelle de 1/40.000 la carte dite « d’état-major », qui fut achevée en 1880 et régulièrement remise à jour jusqu’en 1952.

Formé à l’école Centrale, l’ingénieur André Michelin (1853-1931) entra au service de la Carte de France du Ministère de l’Intérieur et publia, de 1910 à 1913, une couverture complète de la France à l’échelle 1/200.000 en 47 feuilles. Il innova en présentant, pour la première fois, ses feuilles pliées en accordéon. Il épura la carte topographique officielle et adopta des signes conventionnels qui, depuis, ont fait autorité.

De nos jours, les échelles des cartes se sont normalisées et les échelles les plus fréquemment employées sont le 1/1.000.000 (pour représenter des pays entier), le 1/100.000 pour les cartes régionales ou locales et, quelquefois, le 1/80.000), à l’exception des pays d’obédience britannique, qui ont conservé le système de mesures traditionnel.