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Le carte nautiche rappresentano una particolare tipologia di carta geografica.
La carta geografica, in generale, è una rappresentazione, in piccolo e in piano, della superficie terrestre dove sono messe in evidenza tutte le particolarità di interesse del terreno o del mare e del suo fondo.
Siccome la superficie sferica non è sviluppabile in piano, non è possibile rappresentarla in tal modo senza provocarne delle deformazioni.
Generalizzando, nella rappresentazione della sfera sul piano si avranno deformazioni delle lunghezze, delle superfici, degli angoli.
I metodi per poter realizzare la rappresentazione della sfera sul piano possono essere diversi: non esiste un sistema univoco o migliore di un altro, pertanto, di volta in volta, il cartografo sceglierà il sistema meglio rispondente allo scopo cui la carta deve servire.
In particolare, il sistema di rappresentazione può essere tale da assicurare l’assenza di uno dei tipi di deformazione prima citati; in questi casi, la rappresentazione sarà chiamata:
isometrica, se non altera le lunghezze;
equivalente, se non altera i rapporti fra le superfici;
isogona (o conforme), se non altera gli angoli.
Quindi, una carta sarà isometrica quando il rapporto fra due generiche lunghezze sulla Terra è uguale al rapporto fra le corrispondenti lunghezze sulla carta; sarà equivalente quando il rapporto fra due generiche superfici sulla Terra è uguale al rapporto fra le corrispondenti superfici sulla carta e, infine, sarà isogona quando l’angolo fra due linee qualsiasi sulla Terra è uguale all’angolo fra le loro immagini sulla carta.
Una carta geografica utile alla navigazione dovrà essere costruita impiegando quel particolare tipo di rappresentazione che, pur causando inevitabili deformazioni, assicuri alla carta le proprietà utili al navigante.
La più comoda di tali proprietà è indubbiamente quella di poter disegnare la rotta fra due punti con una linea retta.
Per capire quali criteri, storicamente, sono stati utilizzati per costruire le carte nautiche è necessario conoscere, prima, quali principi spingono un navigante a scegliere un determinato percorso, fra le innumerevoli rotte possibili, per portare la propria nave da un punto A ad un punto B.
La logica e la convenienza hanno sempre spinto i naviganti a scegliere percorsi rispondenti ai seguenti criteri:

- la sicurezza: la rotta deve essere la più sicura, ovvero quella più lontana dai pericoli;
- la brevità: per ragioni di economia la rotta deve essere la più breve possibile. La linea più breve congiungente due punti sulla sfera è l’arco, minore di 180°, del circolo massimo passante per essi. Questo percorso prende il nome di percorso ortodromico o ortodromia (v. fig. 1);
- la facilità: per ragioni di praticità la rotta deve essere la più facile da seguire, ovvero quella lungo la quale l’angolo di rotta si mantiene costante. Questo particolare percorso viene denominato percorso lossodromico o lossodromia (v. fig. 2).

Quindi, considerando il primo criterio ineludibile, ma comunque non rappresentabile in modo cartografico, seguendo gli altri due criteri, una nave si muoverà sulla superficie terrestre seguendo rotte ortodromiche e lossodromiche; pertanto il navigante esige due tipologie di carte: quelle sulle quali le linee rette siano ortodromie e altre sulle quali le linee rette siano lossodromie.
L’unico tipo di rappresentazione in grado di rettificare gli archi di cerchio massimo (ortodomie) è la proiezione gnomonica, mentre per le lossodromie, Mercatore ha ideato un tipo di rappresentazione che, oltre a rettificare la lossodromia, ha la proprietà dell’isogonia.
Quindi le carte impiegate per la navigazione sono:

- carte in proiezione gnomonica (v. fig. 3);
- carte in rappresentazione di Mercatore.

L’Istituto Idrografico della Marina produce sia carte in rappresentazione di Mercatore sia carte gnomoniche, queste ultime sono impiegate quasi esclusivamente nelle navigazioni oceaniche.
Nelle carte di Mercatore (v. ad es. fig. 4), le più comunemente usate per le navigazioni a corto – medio raggio, l’equatore e i paralleli sono rappresentati da rette tutte parallele orizzontali, perpendicolari ai meridiani.

Sulla carta, a causa del parallelismo dei meridiani (che nella realtà convergono verso i poli al crescere della latitudine), la lunghezza dei tratti di parallelo tra due meridiani risulta sempre uguale, quindi dilatata al crescere della latitudine rispetto alla situazione reale della sfera terrestre. Sebbene sia possibile costruire carte in rappresentazione di Mercatore fino a latitudini di 80° è consigliabile limitarne la costruzioni fino alle latitudini dei circoli polari 66° circa).
Come accennato, la carta gnomonica (v. ad es. fig. 5) consente di ottenere il percorso più breve tra due punti tracciando l’arco del circolo massimo passante per essi. Le carte di questo tipo sono particolarmente utili per le navigazioni oceaniche, ove occorre tracciare, con linee rette, le rotte più brevi tra due punti molto distanti, e per le aree ad alta latitudine, oltre i circoli polari, quando la carta di Mercatore è difficilmente applicabile a causa della grande dilatazione.
Una particolare tipologia di carta gnomonica è rappresentata dal piano nautico: l’area rappresentata è talmente piccola (raggio inferiore alle 15 miglia) da poter ragionevolmente considerare quadro e superficie terrestre come coincidenti, ed asserire che la zona è rappresentata senza apprezzabili deformazioni.
Questa carta racchiude in se tutte le qualità più desiderate nelle carte marine perché è, ad un tempo, isogona, equivalente e isometrica. Quindi rettifica le ortodromie e, data la breve estensione della zona rappresentata, rettifica anche le lossodromie.
Nella costruzione dei piani nautici sono tuttavia possibili altre rappresentazioni in quanto, tanto più la zona è piccola tanto più le deformazioni tendono a sparire lasciando il posto ad una rappresentazione fedele. Nei piani nautici più recenti è spesso usata la rappresentazione di Mercatore.
Le carte nautiche vengono normalmente prodotte in "serie di carte” (a scale diverse), e con un discreto margine di sovrapposizione, in modo da far risultare agevole il passaggio da una carta all’altra.
A livello internazionale vige la raccomandazione di costruire le “serie” di carte a scala all’incirca tripla rispetto alla serie a scala minore ed a scala di 1/3 rispetto alla serie a scala maggiore, come indicato a titolo esemplificativo di seguito:

Serie "A" scala 1 : 1.000.000
Serie "B" scala 1 : 300.000
Serie "C" scala 1 : 100.000

In base alla scala di riduzione le carte nautiche vengono comunemente suddivise in:

Carte generali (scala 1:3.000.000 e inferiore): queste carte sono a piccola scala, povere di dettagli, quindi, adatte a pianificare navigazioni oceaniche ma non utili alla condotta della navigazione;
Carte di atterraggio (scala 1:1.000.000 e inferiore): utilizzate nella navigazione d’altura ma da abbandonare appena disponibili carte a scala maggiore;
Carte costiere (scala 1:300.000/250.000 - 1:100.000): sono le carte nautiche "canoniche" e servono nell’ultima fase dell’atterraggio (zona di transizione fra la navigazione alturiera e quella costiera);
Carte dei litorali (scala 1:100.000 - 1:30.000): queste carte, a scala maggiore rispetto a quelle costiere, sono ritenute necessarie per condurre la navigazione costiera, in quanto consentono di conoscere tutte le caratteristiche dei fondali e di localizzare i punti cospicui della costa (quindi per le zone di accesso ai porti maggiori, stretti e passaggi, ecc.);

Piani nautici (scala 1:20.000 - 1:5.000): carte rappresentanti i porti e le immediate vicinanze. Riportano tutte le informazioni relative all’ambito portuale quali ormeggi, segnalamenti, pericoli, ecc...perciò sono utilizzate per l’approdo, in particolare nei porti ove non è obbligatorio il pilotaggio; per il loro corretto utilizzo è altresì indispensabile la consultazione del Portolano (alcune informazioni sono presenti solo su quest’ultimo). I piani dei porti minori e degli approdi possono anche essere inseriti direttamente nel Portolano (Pianetto per Portolano).

A prescindere dalla scala, si ricordano anche le carte:
batimetriche: rappresentano varie tematiche inerenti la geofisica marina;
didattiche: diverse per formato e scala, concepite per soddisfare esigenze di formazione.

Quanto all’età delle carte nautiche si parla di:

Carte di nuova pubblicazione (NP): prime pubblicazioni di carte a copertura di una zona prima non rappresentata alla scala indicata o comprendente una zona diversa da quella coperta da carte esistenti o, ancora, derivante da rilievi eseguiti ex novo per tutta, o gran parte, della componente marina o, infine, nella quale siano stati variati elementi di assoluta importanza, quale il datum di riferimento;

Carte di nuova edizione (NE): Le nuove edizioni di carte esistenti, oltre a riportare le notizie già diffuse con gli Avvisi ai Naviganti, contengono modifiche essenziali per la sicurezza della navigazione, oppure modifiche non essenziali a tal scopo ma non apportabili con Avvisi ai Naviganti o con Talloncino di aggiornamento.

Il numero identificativo di queste carte, ed il formato, restano invariati; mentre ne può essere invece modernizzata la rappresentazione. La carta di nuova edizione annulla la precedente (la numerazione degli AA.NN. riprende da zero) e pertanto deve essere tempestivamente acquisita.

Ristampa (Reprint): nuova tiratura dell’edizione in vigore di una carta sulla quale non è stata incorporata alcuna modifica importante ad eccezione di quelle derivanti da eventuali Avvisi ai Naviganti. In sede di ristampa possono essere aggiornati i segni convenzionali e/o le abbreviazioni (cioè solo modifiche formali).
La ristampa non annulla l’edizione in vigore ma, in caso di carte interessate da numerosi e/o laboriosi Avvisi, se ne consiglia l’acquisizione.