Les insuffisances de la carte de Cassini (représentation approximative du relief, lacunes en matière de voies de communication) et l’impossibilité de sa refonte font émerger le besoin d’une nouvelle carte de France dès le début du XIX^e siècle, tant pour des raisons militaires que d’administration civile.

La grande originalité de la carte topographique générale de la France au 80 000^e, commencée sous la Restauration (en 1827) et dite « carte de l’état-major », réside dans son utilisation des travaux du cadastre. La détermination de points d’altitude grâce aux opérations de nivellement, la représentation du relief par un système de hachures et la figuration du réseau routier secondaire, en constituent les principales avancées.

L’entreprise est menée sous l’autorité du ministère de la Guerre par les ingénieurs-géographes intégrés en 1831 au corps d’état-major, dont la carte tire son nom. Les levés effectués sur le terrain, dans les communes sans cadastre ou avec un cadastre imparfait, sont achevés en 1866. La publication des 273 feuilles de la carte, chacune couvrant un territoire de 40 sur 64 km, se termine en 1880.

Le projet se poursuit au XX^e siècle, mais le modèle initial subit d’importantes transformations. L’échelle passe au 1/50 000^e, la couleur est introduite et les courbes de niveau se substituent aux hachures. Pendant la Première Guerre mondiale, le Service géographique des armées adopte la projection Lambert, une carte « conforme » (qui conserve localement les angles, donc les formes) étant nécessaire aux militaires pour la préparation des tirs de l’artillerie, ce que ne permettait pas la projection de Bonne jusqu’alors en usage.

Dans le même temps, l’armée délaisse une carte de plus en plus diffusée auprès du grand public par les éditeurs privés. La défaite de 1940 contraint le gouvernement, afin d’éviter la mainmise des autorités d’occupation sur un outil stratégique essentiel, à transformer le Service géographique des armées en un organisme civil, l’Institut géographique national, garant de la production, de l'entretien et de la diffusion de l'information géographique de référence en France.