编纂中国国家地图集，是1956年制定的“中国十二年科学技术发展规划”的重点项目之一。1958年由中国科学院和国家测绘总局发起组织国家大地图集编纂委员会，由竺可桢任主任委员，并确定中国国家大地图集由普通地图集、自然地图集、经济地图集、历史地图集4卷组成。《中华人民共和国自然地图集》（以下简称《国家自然地图集》）是中国第一部综合性大型自然地图集。由中国科学院地理研究所主编，陈述彭负责组成国家自然地图集编辑室，全国有48个单位参加协作。在国家大地图集编纂委员会自然地图集专门委员会指导下，1960年开始设计，1965年完成图集的编稿、编辑、编绘与清绘，1967年完成制版印刷，内部分发给党和国家领导人、中央各部委、规划设计部门、科研单位、高等院校、部队军以上和省级领导机关。

《国家自然地图集》包括序图、地质、地貌、气候、陆地水文、土壤、生物、海洋8个图组，208幅地图和360千字的说明。图集贯彻了为经济建设，特别是为农业服务的指导思想；采用了一套自然区划图，阐述了中国自然地带的基本规律与区域特点；专列海洋图组，显示了中国海洋资源开发利用的广阔前景；利用中国的古文献和考古资料，展现了各个历史时期自然环境的变迁。《国家自然地图集》概括了中华人民共和国建立15年来地学、生物学等学科的调查和研究成果，较全面系统地反映了中国复杂的自然条件、丰富的自然资源，阐明了中国自然环境的特点；采取一系列方法与措施，保证了图集从科学内容到表现形式的统一协调；对传统专题制图工艺进行了一系列技术革新（包括制图塑料片的应用、仿宋简化字体与照排机字模版制作、专题地图色标的制印、面状网纹符号菲林片制作、120网线的采用等），保证了地图集清绘、制版与印刷的高质量，使图集达到了当时的国际先进水平。《国家自然地图集》内部使用近30年，在经济建设、科研教育、国防军事等方面发挥了重要作用。