从系统的角度看，GIS功能的实现需要一定的环境支持，GIS运行环境一般包括计算机硬件系统、软件系统、空间数据、地学模型和管理与应用人员五大部分。这也就是一般说的GIS的5大组成部分。

计算机硬件是计算机系统中的实际物理装置的总称，是GIS的物理外壳。可以是电子的、电的、磁的、机械的、光的原件或装置。

软件系统是指GIS运行所必需的各种程序，通常包括GIS支撑软件、GIS平台软件和GIS应用软件三类：GIS支撑软件是指GIS运行所必需的各种软件环境。GIS平台软件包括GIS功能所必需的各种处理软件和扩展开发包。GIS应用软件一般是在GIS平台软件的基础上，通过二次开发所形成的具体的应用软件, 一般是面向应用部门的。

数据则是GIS的核心内容，有人将它称之为GIS的血液。

GIS的地学模型则是根据具体的地学目标和问题，以GIS已有的操作和方法为基础，构建能够表达或模拟特定现象的计算机模型。

而人员是GIS中的重要构成因素。地理信息系统从其设计、建立、运行和维护的整个生命周期，都离不开人的作用。

仅有系统的软硬件、数据和模型构不成完整的地理信息系统。近年来，随着分布式计算的需求越来越多，网络也逐渐成为GIS运行环境的基本组成部分。

这些组成部分共同作用，使GIS可实现对空间数据的采集、编辑、存储、管理、分析及表达等处理过程，并基于此过程获得了更加有用的地理信息与知识。

这里“有用的地理信息与知识”可以概括为5个基本问题：一是位置，即在某个特定的位置有什么；二是条件，即什么地方有满足某些条件的东西；三是变化趋势，即综合现有数据，以识别已经发生了或正在发生变化的地理现象；四是模式，即分析与已经发生或正在发生事件有关的因素。将现有数据组合在一起，能更好地说明正在发生什么，找出发生事件与哪些数据有关；最后一个是模型，即该类问题的解决需要建立新的数据关系以产生解决方案。