由電子電腦網路系統所支撐的，對地理環境資訊進行採集、存儲、檢索、分析和顯示的綜合性技術系統。它一般包括資料源選擇和規範化、資料編輯預處理、資料登錄、資料管理、資料分析應用和資料輸出、製圖6個部分。地理資訊系統的研製始於20世紀60年代後期。它在自然資源開發和分配、區域和城市發展的規劃和決策等方面，以及地理學研究和地圖自動編制中發揮重要作用。
原則和要求 地理資訊有多種來源源和不同特點，地理信息系統要具有對各種信息處理的功能。從野外調查、地圖、遙感、環境監測和社會經濟統計多種途徑獲取地理信息，由信息的采集機構或器件采集並轉換成計算機系統組織的數據。這些數據根據數據庫組織原理和技術，組織成地理數據庫。
地理數據庫是系統的核心部分。庫中各種地理數據通常以多邊形（矢量）方式和網格（光柵）方式進行組織。多邊形作為區域的基本單元可以是某一級行政、經濟區劃單位，或某一地理要素的類型輪廓，它是由地理要素的專題信息（如類型代碼）和幾何信息（多邊形邊界的x、у坐標值及其拓撲信息）構成（見多邊形數據系統）。網格方式對某一區域按地理坐標或平面坐標建立規則的網格，並對每個網格單元按行、列順序賦於不同地理要素代碼，構成矩陣數據格式（見網格數據系統）。為瞭實現數據資源的共享和互換，地理數據庫必須做到數據規范化和標準化，並有效地對各種地理數據文件進行管理，實現對數據的監控、維護、更新、修改和檢索。地理數據通過軟件的處理，進行分析計算，並加以顯示。顯示的方式有地理圖、統計表和其他形式。
組成 包括硬件設備和軟件系統兩大部分。地理信息系統主要硬件設備有：①數據采集裝置，有各種類型的數字化儀；②人機圖形交互裝置，可采用高分辨率的彩色圖形顯示器和輸入部件；③中央處理裝置，通常使用不同類型的數字計算機；④數據存儲設備，作為計算機的外存設備，主要是大容量的磁盤和磁帶機；⑤圖形輸出設備，有矢量式或光柵式繪圖機、靜電式符號打印設備等。
地理信息系統軟件分為系統軟件和應用軟件。系統軟件包括計算機系統提供的操作系統、語言編譯系統、數據庫管理系統和數學庫，還有數字化操作軟件、基本的顯示繪圖軟件等。應用軟件范圍廣泛，功能多樣，如處理多邊形信息和網格信息的各種程序、多元統計分析程序、各種地理分析程序以及應用繪圖程序等。
類型 按性質分為靜態非空間模式、靜態空間模式、動態非空間模式和動態空間模式4種地理信息系統。靜態非空間模式系統以瞬時段經濟社會數據為主要管理對象，它與現行的手工統計信息系統接口；動態非空間模式系統處理隨時間變化的經濟社會數據，它與手工統計信息系統有密切關系；靜態空間模式系統和動態空間模式系統的特點要與地圖數據、空間遙感數據接口，反映各種地理要素的空間變化特征和過程。一個大型的地理信息系統，根據各地理要素的數據性質包含上述4種模式，而以動態空間數據模式為其核心。小型、初級地理信息系統則僅采用靜態非空間模式，以滿足地方或小城鎮對地理信息的需求。
按應用功能分為專題地理信息系統、區域地理信息系統和地理信息技術處理系統。專題地理信息系統是根據專門地理問題的需求而建立的，如土地利用信息系統、能源信息系統、水資源信息系統、旅遊信息系統、城市規劃管理信息系統。區域地理信息系統以一定的區域作為研究對象，既有區域綜合地理信息系統，也有區域專題信息系統，直接服務於區域發展的部門和綜合數據管理。地理信息技術處理系統是面向技術處理的，如遙感數據處理系統、計算機輔助制圖系統、地理數據分析系統等。