Le travail présenté ici, consiste, dans un premier objectif (programme de recherche COS-MA-GEMS), à élaborer une ontologie formelle des objets géographiques qui peut constituer un point de départ d’une géographie théorique. Nous prenons ici le terme d’ontologie dans son acception philosophique, qui décrit l’essence des choses, qui décrit ce « qui est ». Le deuxième objectif consiste à étudier les bases théoriques d’un outil générique de simulation de systèmes géographiques complexes (programme de recherche, MAGEO, financé par l’ANR), dont l’objectif est la conception et le développement d’une plateforme de simulation multi-agents pour la géographie. Partant des concepts les plus généraux, nous abordons différentes approches mathématiques de la notion d’espace, ainsi que les concepts de structure, d’organisation, d’interaction, de matière, d’objet et de temps. Après avoir fait une synthèse des outils de modélisations à base d’Automates Cellulaires Géographiques (ACG), nous pouvons dégager un modèle général d’ACG qui s’appuie sur les objets précédemment construits. Puis nous le généralisons pour construire le modèle général d’un système distribué à agents géographiques (SAG), basé sur le triptyque Agent−Organisation−Comportement (AOC), où l’objet géographique apparaît comme une entité duale, relative et autoréférente.