La clarté. L'évolution des cartes du XVIe siècle reflète clairement la connaissance croissante des Européens du monde qui les entoure. Les questions concernant la largeur de l'océan Atlantique ou la taille et les positions relatives des principaux continents de la terre n'étaient plus de simples spéculations. Les géographes ou navigateurs du seizième siècle ne se sentaient pas non plus obligés de consulter les textes des anciennes autorités sur ces questions. Au lieu de cela, les cartographes fondent de plus en plus leurs représentations du monde sur des données concrètes et des observations empiriques. En outre, ils ont développé de nouvelles méthodes plus précises pour représenter le globe tridimensionnel sur des surfaces planes et bidimensionnelles. Il est vrai que des problèmes tels que l'incapacité des navigateurs et des cartographes à mesurer la longitude avec précision en mer ont continué à conduire à une certaine distorsion et imprécision des cartes européennes de l'époque. Néanmoins, en ce qui concerne les contours généraux et les positions relatives des océans et des continents, les cartes du monde européennes de la fin du XVIe siècle ont commencé à ressembler à celles que nous produisons aujourd'hui avec nos techniques d'arpentage avancées et notre technologie satellitaire.
Secrets d'État. Bon nombre des cartes les plus complètes du XVIe siècle n'étaient, au moment de leur création, accessibles qu'à un petit groupe de fonctionnaires. En effet, l'Espagne et le Portugal considéraient les données géographiques collectées par leurs marins comme des secrets d'État critiques. Les navigateurs revenant de voyages d'exploration au service de la Couronne étaient tenus de rapporter leurs découvertes et leurs cartes aux administrateurs coloniaux chargés de recueillir ces informations. À partir des données compilées, les cartographes dessineraient et mettraient à jour des cartes officielles secrètes. Ces cartes seraient alors gardées sous clé afin d'éviter que des informations durement gagnées et stratégiquement importantes ne tombent entre des mains hostiles. L'un des plus intéressants de ces documents secrets est une représentation du monde atlantique dessinée par le cartographe royal espagnol Juan de la Cosa en l'an 1500, une carte dont le secret était si efficacement gardé que les historiens n'ont appris son existence qu'au XIXe siècle. De la Cosa avait presque certainement une expérience personnelle de la navigation dans les eaux des Caraïbes, et il a peut-être même accompagné Columbus lors de son premier voyage en 1492. La carte résume la compréhension officielle espagnole de la géographie des Caraïbes et des Amériques. Les principales îles des Caraïbes sont représentées avec une précision raisonnable. La carte montre également le continent sud-américain, et le continent nord-américain est marqué d'un drapeau anglais, indiquant que de la Cosa avait entendu parler du voyage de 1497 de John Cabot. Entre 1525 et 1532, le cartographe Diego Ribeiro a produit une autre série de cartes secrètes officielles pour le gouvernement espagnol. La représentation du monde par Ribeiro incorporait les données recueillies par tous les voyages espagnols jusque-là, y compris celle de l'équipage de l'expédition Magellan qui avait fait le tour du globe en 1519-1522. Sans surprise, la valeur stratégique et commerciale de cartes secrètes comme celles-ci a attiré des efforts occasionnels d'espionnage. Alors qu'il travaillait dans les bureaux administratifs coloniaux espagnols à Séville, par exemple, Sebastian Cabot a tenté de vendre des cartes espagnoles secrètes aux Anglais et aux Vénitiens.
Cartes de la consommation publique. Au fur et à mesure que le XVIe siècle avançait, cependant, la connaissance géographique ne pouvait pas rester secrète longtemps. Parallèlement aux cartes secrètes officielles des gouvernements espagnol et portugais, d'autres cartes résumant des informations géographiques à jour ont commencé à être publiées et largement diffusées. La carte de 1507 dessinée et publiée par Martin Waldseemüller et ses collègues de St. Die, en France, s'est rapidement vendue à plus de mille exemplaires. Ironiquement, Waldseemüller lui-même a décidé plus tard qu'il avait commis une erreur en appliquant le nom d'Amerigo Vespucci au Nouveau Monde, et dans les éditions ultérieures de la carte, il a supprimé le nom Amérique. Le changement d'avis de Waldseemüller, cependant, ne compte guère face à la puissance de l'imprimerie. Le nom Amérique sur la carte originale de 1507 était déjà trop largement diffusé et trop utilisé pour être retiré, et l'étiquette est restée.
Mercator. Le plus habile de tous les cartographes du XVIe siècle était le savant flamand Gerardus Mercator. On se souvient surtout de lui comme de l'inventeur de ce que l'on a appelé la projection de Mercator, une méthode permettant de représenter la surface courbe de la Terre sur une carte plate et bidimensionnelle sans déformer les relations directionnelles entre deux points de la carte. La projection de Mercator a été particulièrement utile aux navigateurs, et elle reste encore aujourd'hui l'une des projections les plus couramment utilisées dans la cartographie moderne. Mercator a produit sa première carte du monde en 1538, puis a passé une grande partie du reste de sa vie à travailler sur divers projets de cartographie. Au moment de sa mort en 1594, il avait presque terminé un atlas complet de cartes résumant les meilleures données géographiques disponibles de l'époque. Après sa mort, son fils a mis la touche finale à l'œuvre et a publié le livre historique en trois volumes en 1595. Il s'agissait en fait de la première collection imprimée de cartes à porter l'atlas de titre. Des exemplaires se sont vendus rapidement et trente et une éditions de l'atlas de Mercator ont été publiées dans les années qui ont suivi son apparition originale.