张相文（1867-1933），字蔚西，号沌谷，生于1867年2月3日，祖籍江苏桃源县（今泗阳县）。幼时家贫，9岁方入学读私塾。青年时候，张相文博览史书，奠定了坚实的文史基础。后应科举，曾中乡试。22岁开始教家馆。
1894年甲午中日战争爆发时，正在家乡淮滨书院教书的张相文从传教士办的万国公报上，了解到了一些关于战争的情况，乃自购一幅中国地图，向学生讲解当时的战况。战后，一败涂地的清政府将宝岛台湾割给日本，这令张相文异常痛心。在爱国心的驱使下，他开始关心地理。以后他到苏、常地区的家馆任教期间，接触了较多地理学方面的书籍，如上海格致书院出版的《格致汇编》、徐家汇天主教堂出版的《地理备说》及郑兆桐译绘的《世界地图》等，从中得到了不少有关地理的新知识，更引起了他研究地理的兴趣。
1899年，张相文在上海南洋公学讲授中国地理，这是他从事地理教育的开始。这期间，他从该校英籍教师那里了解到曾读过的《格致汇编》和《地理备说》等书，译文与原文多有出入。于是，张相文希望自己也能熟悉外文，以便直接阅读原著，学到准确的地理学知识。为此，他一面教地理课，一面从日籍教师栗林孝太郎和藤田丰八学习日文，并与友人合译日人著的《中国学术史纲》。后又与友人将孟德斯鸠关于法学著作的日文版译为《万法精理》出版。
1900年，张相文将地理学讲稿加以整理，编著了两本地理学教科书-《初等地理教科书》和《中等地理教科书》。“此二书为中国地理课本之嚆矢”，而且也首开中国教科书之先声。出版后，印刷多次，广为流传，“销行量达二百万部以上”，“由是海内谈地理者无不知之”，张相文因此成为国内著名的地理学家。
1903年，张相文离开南洋公学，到寿州阜丰商业学校任校长。一年后前往广州任两广师范讲习所地理教师。1905年，张相文由于身体不适应南方的气候，遂辞去两广师范讲习所地理教师的工作，到上海编著《地文学》教科书和《地质学教科书》等。1906年，任淮阴江北师范学堂教务长一年。
之后去了天津担任北洋女子高等学堂教务长，宣统元年改任北洋女子高等学校校长，直至1912年辞去校长职务，到北京专办中国地学会。
1908年，《地文学》一书由上海文明书局出版。这是中国学者最早编写的自然地理学的教科书。该书受到了学术界的一致称赞，是张相文在地理学方面的代表作，刚一出版便供不应求，并一版再版。本书有以下几个特点：一，这是一本最早将地球表面无机界和有机界结合在一起的自然地理学著作。而在这之前，外国一些地理学家编著的自然地理，均只限于无机界，不包括生物界。二，书中尽量以中国的实际情况为例来讲解地文学。
在此之前，一些由传教士口译的地文学译本，所举事例，多为欧美、日本等国的。三，重视实用。编写自然地理联系实际应用，在欧美诸国，是在第二次世界大战后才注意到的，而张相文在清代末期即注意及此，的确很难得。四，注意联系实际对地理现象做科学的解释。
20世纪初期，欧美各国地理学会十分活跃，影响日深。张相文也感到一个人研究地理学，“足迹所经，检查测量，均苦其有限”。因而想效仿欧美的先例，“广招同志共矢研求”，以期“集思广益”，拟组织中国地学会，创办地学刊物，以期形成地学研究的团队，大力推进中国的地学研究。
1908年，张相文在天津北洋女子高等学校任校长时，就曾与张謇讨论兴办学会的事。张謇劝他说：“邹代钧曾为翻印地图，倾家破产，炊烟几绝，办地学会谈何容易，君家财力何如邹代钧？”可张相文认为“中国已经成为他族权利竞争之场，数年以来，非唯边徼多事，内地亦几遭蹂躏，而莫敢谁何，推原祸始，实由地学隔膜，有以增敌之骄，而短我之气。”这种地学救国的思想充分反映了张相文强烈的爱国主义情感。在经过深思熟虑后，张相文毅然约集了热心地学的人士如白雅雨、陶懋立、韩怀礼、张伯苓、吴鼎昌、孙师郑等27人为发起人，于1909年9月28日在天津河北第一蒙养院成立“中国地学会”。与会者约100余人，一致选举张相文为会长，白雅雨为编辑部长。中国地学会的建立，标志着中国近代地学的研究已经从个人的学术研究发展成为有组织的学术活动，它是中国第一个地理学术团体，也是中国近代建立最早的三个学术团体之一。中国地学会还积极地参与了一些国际交流活动，推动了中国地理学的发展。
中国地学会的会刊是《地学杂志》。这是中国第一种地理学术期刊，一些主要的地学成果便刊登在此刊物上。据统计，《地学杂志》自1909年创刊到1937年暂时停刊止，历时28年，共刊181期，载文1600余篇。内容涉及经济地理（水利、交通、物产），人文地理（政治、军事、种族、人口），自然地理（地质、地形、气象气候、水文等），地理志、历史地理、地理学思想和地理学史，地图以及地理教学与教学法等各个方面，载文数目之多，门类之广，是20世纪早期中国地理学文献的重要宝库，同时也推动了中国旧地学向新地学方向的发展。
1912年，张相文到北京主管中国地学会的工作，有较多时间外出考察并从事写作。他认为应当把新地学知识与各处实地考察结合起来，他去过长城内外、淮河中下游、黄河中下游以及塞外高原山区，华北山区等地，写出了二三十篇专题论著。如在淮河流域考察后，他写了“论导淮不宜全淮入江”、“导淮一夕谈”等文，对治理淮河提出了不少建设性意见。对各地的农田水利情况，张相文特别重视，认为要采取植树造林的生物措施和建造大小闸坝和水库的工程措施等相结合的方式来防止水土流失，至今仍被视为保持水土的重要途径。在考察了华北山区以及高原等地后，他认为人可以通过劳动，改不良环境为有利环境，认识到了人类活动和地理环境相互影响的辩证关系。
1914年春，农商部长张謇委托他调查西北农田水利，张相文不顾地理条件恶劣，毅然前往。在后套地区，他与当地士绅王同春相商，王同春愿捐地数万亩，作为农垦基地。张相文回京后，与张謇商议，各捐2000元，组织“西通垦牧公司”，到后套开垦。后因兵匪横行，官僚豪绅的敲诈勒索，“西通垦牧公司”勉强经营了六年，终归失败。
张相文一生著述颇丰，多刊登在《地学杂志》上，晚年又完成了专著《泗阳县志》和《佛学地理志》；他选择《地学杂志》中的佳作，编为“地学丛书”，广为流传。他著的《中国地理沿革》、《西游录今释》和《成吉思汗陵寝辨证书》、《长城考》、《塞北纪行》等，均收在了自己的文集“南园丛稿”中，于1929年出版。张相文不仅是20世纪初中国著名的地理学家，而且还是一个坚定的爱国主义者。早在任教于南洋公学时，张相文就与章太炎、蔡元培、邹容等进步人士结为挚友。后经他们介绍，加入了同盟会，积极从事民主革命运动。苏报案发生后，章太炎与邹容被捕入狱，张相文与蔡元培倾全力营救而使章太炎得以出狱。
在天津任北洋女子高等学校校长时，他与同盟会其他成员秘密组织了“天津共和会”。在武昌起义爆发后，张相文、白雅雨、陶懋立等行动起来，积极筹划滦州起义。张相文还亲自到南京上书黄兴，提出自己制定的光复河北的计划，请“早日挥师北上”，自己愿“以北道主人自效”，“执策先驱”。后因事机泄露，滦州起义惨遭失败。
辛亥革命成功后，1913年，张相文被选为众议院议员。此后，国会曾两度被解散。1917年，孙中山提出“护法”口号，要求恢复“临时约法”，召开国会，张相文积极响应，秘密南下广州，参加护法运动。
1915年，袁世凯阴谋称帝，派“筹安会”的骨干分子刘师培来拉拢他入会，张相文严词拒绝并写诗大骂袁世凯。1916年，张相文不惜得罪段祺瑞，力荐蔡元培出任北大校长。在1917年至1920年间，张相文利用自己在北大任教并兼任“国史编纂处”工作的机会，根据接触到的第一手材料，写了10多万字关于革命先烈事迹以及纪念先烈的文章，如徐锡麟、秋瑾、宋教仁、陈其美等人的传记，所记甚详，真实可信，为研究中国民主革命运动史留下了宝贵的资料。
1923年，曹锟贿选，用5000银元准备收买张相文，遭到拒绝。1926年，“三一八惨案”发生，张相文非常气愤，写诗表示抗议。
1932年，蒋介石欲请他出任立法委员，因不满蒋介石实行“不抵抗政策”放弃东北，他拒不接受。1933年，张相文因病去世，终年66岁。