《山海經》也記載了中國古代神話、地理、植物、動物、礦物、物產、巫術、宗教、醫藥、民俗、民族等，反映的文化現象地負海涵、包羅萬匯。除了保存着豐富的神話資料之外，還涉及到多種學術領域，例如：哲學、美學、宗教、歷史、地理、天文、氣象、醫藥、動物、植物、礦物、民俗學、民族學、地質學、海洋學、心理學、人類學等等，可謂汪洋宏肆，有如海日。在古代文化、科技和交通不發達的情況下，《山海經》是中國記載神話最多的一部奇書，也是一部地理知識方面的百科全書。
山海經最早提到《山海經》的是司馬遷，其《史記·大宛列傳》中說，《禹本紀》和《山海經》中的內容過於荒誕無稽，所以作史時不敢以爲參考。[4]並在《大宛列傳》中指出《山海經》與當時現實地理不符。
最早整理《山海經》的西漢劉歆，在其《上山海經表》中認爲此書是三代時所作。他說：《山海經》這本書，產生於堯舜禹的時代……禹把天下劃分成九州，益與伯翳等人區分萬物的本質，寫出了《山海經》。劉歆這一說法是受到《列子》的影響。《列子·湯問第五》中，夏革回答湯的疑問，提到了五座大山及山上的特產，此外還有怪異之物，這和《山海經》記載地理、特產以及怪物的寫法相似。同時，《列子》中又說這些怪物是大禹治水周行天下時親眼見過的，他的臣子伯翳瞭解這些怪物，夷堅聽說之後把這些怪物記了下來。因此，這種說法就影響到劉歆以上的論斷。其後，王充《論衡·別通篇》、趙譁《吳越春秋》等都持這種觀點。
大約是從戰國中後期到漢代初中葉，楚國和巴蜀地方的人所作，現代中國學者一般認爲《山海經》成書非一時，作者亦非一人，是一部上古時期荒誕不經的奇書，也有人認爲是古代山水物志。經西漢劉向、劉歆父子編校時，才合編在一起。宋人胡應麟認爲該書是“戰國好奇之士取《穆王傳》，雜錄《莊》《列》《離騷》《周書》《晉乘》以成者”。
全書18篇，《山經》五篇是爲一組，以四方山川爲綱，記述內容包括古史、草木、鳥獸、神話、宗教等。依南、西、北、東、中的方位次序分篇，每篇又分若干節，前一節和後一節又用有關聯的語句相承接，使篇節間的關係表現的非常清楚。
《海經》中的《海外經》五篇是爲一組，主要記載海外各國的奇異風貌；《海內經》5篇爲一組，主要記載海內的神奇事物，《大荒經》五篇爲一組，主要記載了與黃帝、女媧和大禹等有關的許多重要神話資料，反映了中華民族的英雄氣概。《海經》以上每組的組織結構，皆自具首尾，前後貫串，有綱有目，除著錄地理方位外，還記載遠國異人的狀貌和風俗。第18篇《海內經》是《山海經》地理狀況的總結，總結中國境內地理形勢分野、山系、水系、開拓區域分佈；農作物生產；井的發明；樂器製作；民族遷徙；江域開發以及中國洲土安定發展形成的基本格局。
關於《山海經》全書涉及的地域範圍及相關物事虛實，歷來衆說紛紜。很多學者都認爲是一次國家地理大普查之後的文獻記載，有一些確實能確定下來，比如黃河、渭河、華山等等，地理位置與現實的大體一致。事實上，即使是《五藏山經》，也與整體格局和現實的山川不合，至今爲止，尚未有誰能令人信服地將這些山川一一坐實。就連司馬遷寫《史記》時也認爲：《禹本紀》和《山海經》中的內容過於荒誕無稽，所以作史時不敢以爲參考。並在《大宛列傳》中指出《山海經》與當時現實地理不符。然而，《五藏山經》所描述的山川有些是存在的，特別是《中山經》裏的山，《五藏山經》（即“山經”）本是以一些真實的山川爲基礎來敘事的，但說到荒遠無稽的極地，已是無能爲力，只能憑藉想象向壁虛構了。到清人編《四庫全書》，則說其“侈談神怪，百無一真，是直小說之祖耳。入之史部，未爲允也”，遂改列子部小說家類。
《山海經》方位圖在班固《漢書·藝文志》中，著錄有“《山海經》十三篇”，並將其列爲“數術略”中“形法”類之首，但所列僅目，內容早佚。傳世山海經》雖然不是純粹的地理書，但其地理學內涵是第一位的，它從各個方向有秩序、有條理地記敘各地的地理特徵，包括自然地理特徵和人文地理特徵。
首先，《山海經》有自然地理記述。這包括記載了許許多多的山，如“堂庭之山”、“杻陽之山”、“青丘之山”、“箕尾之山”等，而每座山的命名是根據山的地貌而定的，這些山也體現了山系的走勢；以及極其豐富的水文記載，河流大都記明瞭源頭和注入之處，河流的發源地可以在某一山麓，而它的注入處卻遠離此山，記述者對於水文記載時也注意到河流乾流的全貌，河流的經由雖不見記載，但是若干幹流如黃河、渭水可以及許多支流流入其幹道的情況瞭解到它們的大致流經區域。《山海經》記載了伏流河和季節河。“潛行於下”的河即伏流河。
其次，《山海經》還有人文地理記述。《海經》部分大量記述了當時的一些區域的社會人文風俗、經濟發展、科技成果等。有許多關於先民對於疆域的開發，如《海外北經》提到“共工之臣曰相柳氏，九首，以食於九山。相柳之所抵，厥爲澤溪。禹殺相柳，其血腥，不可以樹五穀（種）。禹厥之，三仞三沮，乃以爲衆帝之臺。在崑崙之北，柔利之東。相柳者，九首人面，蛇身而青。不敢北射，畏共工之臺。臺在其東，臺四方，隅有一蛇，虎色，首衝南方。”