地理信息系統除了展示地圖信息外，還可以透過計算機進行計算與分析（見下圖），包含下列六大類功能：
- 空間數據輸入
GIS 可應用于空間建構與擴展，除了使用原本的數據外，還可以建立新數據。使用者關注的是如何獲取公共或私人空間訊息等數據，新的 GIS 數據可以從衛星影像、GPS 或是傳統地圖數值化，建立出屬性、點線面圖征，以及擁有正確的坐標系統。
- 屬性數據管理
GIS 中包括了數據庫系統，可進行地理數據的更新、管理儲存。數據庫管理妥當與否可直接影響數據的管理使用效率、分析與更新的功能。妥善的管理、儲存 GIS 數據庫可提供用戶使用上的便利。
- 資料展示
集合地圖、屬性、以及圖表數據展示。一個完整的地圖組成包含了標題、主體、圖例、指北針、比例尺、符號設計等。同時必須傳達出正確的空間信息給讀者。
- 數據查詢
透過數據空間與屬性查詢，可以讓用戶對資料得到概略的了解，有助于了解數據本身的特性，以及提出好的問題與假設。此外，地理可視化（Geographic visualization）有助于提供數據分類與整合以及地圖比較。
- 資料分析
常見的矢量資料分析有拓撲、疊加、距離度量；柵格式數據分析包含地區、鄰近、區域、全球性的功能。另外還有數值地形分析、空間分析等等。
- 地理模型建立
指的是使用 GIS 建立一些空間數據的分析模式。對于模式的建立，GIS 相當有用的功能就是迭圖，結合不同變量的空間與屬性數據于地圖中，藉由圖征地區性差異，可萃取新的信息。
