地理資訊系統
GIS 是一個有組織的計算機程式、計算機、地理資料和人員集合。這個定義說明了構成 GIS 的組成部分。瞭解如何使用計算機（硬體）和程式（軟體）來提供資訊（來自地理資料）的人能夠解決問題或回答特定問題。
地理資訊系統提供了一種整合和分析空間（基於數字地圖）資訊的方法，例如“最近的電影院在哪裡？”，以及相關的非空間資訊（那裡正在播放什麼電影？）。GIS 有三大功能（計算機繪圖、空間分析和空間資料庫），並且可以在各種平臺上執行（桌上型電腦/筆記型電腦、網際網路、PDA 等）。許多人越來越熟悉看到文字和圖形形式的結果 - 例如當他們的手機向他們顯示最近的酒吧時 - 以及在 Google 地圖等開放地圖系統上。在過去，人們不得不使用鉛筆和繩子在紙質地圖上找到最近的學校，現在計算機可以非常快速準確地做到這一點，只要所有資訊一開始就正確輸入了。
在更廣泛的背景下，GIS 涉及人員，並且通常帶來變革的理念。例如，1994 年，紐約市警察局引入了 GIS 來定位犯罪“熱點”，分析潛在問題，並制定解決問題的策略和解決方案。自 1993 年以來，紐約市的暴力犯罪下降了三分之二。[1] 這種策略被稱為 COMPSTAT，已擴充套件到美國各地和世界各地的城市和司法管轄區。
ESRI 是領先的 GIS 軟體供應商之一，總部位於加州雷德蘭茲，提供用於桌面端的 ArcGIS、用於網際網路對映的 ArcGIS Server、用於 PDA 的 ArcPad 以及面向開發人員的各種其他產品和服務。其他流行的 GIS 軟體包來自 Cadcorp、Intergraph、MapInfo、Manifold 和 Autodesk。ERDAS Imagine、ENVI、Idrisi 和 PCI Geomatica 專門針對遙感，即衛星/飛機影像的分析。ArcGIS 和其他 GIS 和柵格軟體平臺有許多第三方擴充套件和實用程式。目前，可以選擇從第一個 OS GIS 軟體包 開源 GIS 軟體 中選擇 GRASS，最近的開源選項是 DIVA GIS、QGIS 和 uDig。透過 開放地理空間聯盟，人們正在努力實現空間資料格式和軟體之間的互操作性。空間資料儲存的領先競爭者是另一個名為 PostGIS 的開源軟體包，它是開源資料庫 PostgreSQL 的空間擴充套件。
拓撲 是數學的一個分支，它關注特殊情況下空間屬性的連續變形，例如涉及拉伸（但不撕裂或粘合）的變形以及它們如何連線在一起。在地理學中，這是製圖中不可或缺的工具，用於表達相關的地理資訊，尤其是在 拓撲地圖 中。
地理空間分析為世界提供了獨特的視角。它是一個工具，用於檢查發生在我們星球表面或附近發生的事件、模式和過程。讓這個工具與相關的拓撲資訊互動是必須的；提供對河流如何流動、地形如何影響天氣，甚至人類和其他動物如何流動或選擇特定棲息地的更深入瞭解。只有在 GIS 中存在拓撲資訊，才能收集和利用這種資訊。
空間資料以兩種主要格式出現，即向量資料或柵格資料。主要區別在於柵格通常是用於說明的靜態背景圖片，而向量是可選擇和搜尋的智慧資訊梯度。
向量（點、線、面）
向量資料通常代表人為（人類）特徵，如道路、建築物、政治邊界（縣、國會選區等）以及其他特徵，如湖泊和河流。
向量資料可以縮放而不會損失解析度，並且通常用笛卡爾座標系中的 XYZ 點表示。
柵格（網格/影像）
柵格資料是畫素化的資料，對映資料的畫素越多，解析度越高。但是，如果柵格資料被放大，它只會放大畫素，這會導致解析度降低。人們正在採取許多措施使柵格資料更易於使用/搜尋，因為它收集起來更快，不像向量資料，向量資料中的每個資料通常都有手動輸入來源。
柵格資料通常來自衛星影像或航空攝影（稱為遙感）。普通相機僅對可見光敏感。衛星感測器不僅可以捕捉可見光，還可以捕捉來自地球表面的熱量、微波、紅外線或其他型別的能量。這些額外的資訊提供了有關海面溫度、植被、臭氧等的資訊。遙感還用於研究其他行星和地外天體，如火星。
美國聯邦政府提供大量免費或付費的空間資料，主要來自美國地質調查局 (USGS)、美國宇航局 (NASA) 和美國人口普查局。各州政府也透過 GIS 入口網站提供空間資料，例如 MassGIS。此外，許多地方政府還擁有詳細的 GIS 資料，包括稅收地塊、道路、建築物等。世界各地的其他政府也提供空間資料，但並非一定免費。私營企業也提供 GIS 資料，其中 TeleAtlas/GDT 提供大量向量資料，而 Ikonos 和 DigitalGlobe (QuickBird) 提供高解析度衛星影像。一些公共領域資料來源列在 http://visual.wiki.taoriver.net/moin.cgi/EarthMapTool 上。