تتكون نظم المعلومات الجغرافية من خمسة عناصر أساسية هي :

المعلومات المكانية والوصفية‏

لوحظ أن معظم القرارات تعتمد على المعلومات الجغرافية من حيث الكم والنوع ولهذا السبب أصبحت نظم المعلومات الجغرافية أداة مهمة خاصة في التحليل المكاني والاحصائى.‏

هناك عدة طرق للحصول على المعلومات المكانية منها ما يعرف بالمعلومات الأولية والتي يمكن جمعها بواسطة المساحة الأرضية, والتصوير الجوي, والاستشعار من بعد, والنظام العالمي لتحديد المواقع (GPS)ومنها ما يعرف بالمعلومات الثانوية والتي يمكن جمعها بواسطة استخدام الماسح الضوئي, أو لوحة الترقيم, أو المتتبع للخطوط الأتوماتيكي. وقد شهدت السنوات الماضية تطورا ملحوظا في سبل جمع المعلومات المكانية من الناحية الكمية والكيفية. فنجد مثلا أن دقة صور الأقمار الصناعية قد ازدادت إلى أقل من متر وهذا يساعد في كثير من الدراسات التي تحتاج إلى دقة عالية. كما نجد أن أجهزة استقبال النظام العالمي لتحديد المواقع أصبحت أكثر دقة وأصغر حجما وأقل تكلفة وكذلك أجهزة المساحة الأرضية.‏

أجهزة الحاسب الآلي‏:

شهدت السنوات الماضية تطورا ملحوظا في مقدرات وحدات الحاسب الآلي خاصة في السرعة والسعة التخزينية و الذاكرة العشوائية هذا التطور أدى إلى سرعة إنجاز كثير من عمليات التحليل المكاني في وقت قصير. وكذلك بالنسبة لأجهزة الإدخال والإخراج أصبحت أكثر دقة وأكثر ألوانا وأصبح استخدام الوسائط المتعددة جزءا منها. واستخدام الوسائط المتعددة من تكامل صوت و صورة و فيديو له أهمية خاصة في فهم كثير من الظواهر الجغرافية. بالإضافة إلي التطور في أجهزة الحاسب الآلي نجد أن أسعارها قد انخفضت بكثير عما كان عليه في الماضي. كما تعتبر الشبكات الداخلية والخارجية والشبكة العالمية للإنترنت ذات أهمية عالية في تبادل المعلومات الجغرافية.‏

البرامج التطبيقية‏:

هناك عدة برامج تستخدم لنظم المعلومات الجغرافية منها التي تعمل على نظام المعلومات الاتجاهية مثل ArcGIS  والتي تعمل على نظام الخلايا مثل  ERDAS‏ .

يعتبر نظام الاتجاهات أكثر ملائمة لتخزين البيانات ذات الدقة العالية كخرائط التمليك والحدود لذلك يفضل في هذه الحالات اختيار برامج تعمل على نظام المعلومات الاتجاهية. أما في حالة تكامل بيانات خرائط طبوغرافية وخرائط نوعية والضرورة لاستخدام التصوير الجوى والاستشعار من بعد فيفضل اختيار برامج تعمل على نظام الخلايا.‏

ولإدارة المعلومات الوصفية لابد من وجود برنامج قاعدة بيانات DBMS مثل Access/Oracle وإذا كانت المعلومات أو الجداول كثيرة فيفضل فصلها وربطها مع مواقعها الجغرافية بواسطة معرفات , وقد شهدت السنوات الماضية تحسنا ملحوظا في برامج قاعدة البيانات من زيادة في حجم البيانات التي يسعها البرنامج, وزيادة في نوع المعلومات التي يمكن تخزينها , وسرعة في المقدرة على تصنيف البيانات واسترجاعها. كما حدثت أيضا زيادة في مقدرات التحليل الإحصائي وسهولة تطويع هذه البرامج للتعامل مع المبتدئين في مجال الحاسب لخدمة أغراض محددة.‏

القوة البشرية:

تعتبر القوة البشرية جزء هاما وعاملا أساسيا في نظم المعلومات الجغرافية وتشمل ( المدربين , المستخدمين و الفنيين ) ونسبة للطبيعة البينية لنظم المعلومات الجغرافية نجد أن القوة البشرية تضم أشخاصا من مختلف التخصصات من إداريين واقتصاديين ومبرمجين ومهندسين وجغرافيين  

وللقيام بأي عمل في مجال نظم معلومات الجغرافية لابد من إشراك كل الأفراد في القوة البشرية في خطوات تنفيذية من تحليل المتطلبات وتحديد الأهداف ودراسة الجدوى ودراسة الفائدة الاقتصادية وعمل نموذج للدراسة وتحديد المتطلبات وطلب المقترحات وتحديد أنسب المقترحات وفى وضع الخطة التنفيذية للعمل.‏

فقوة أي نظام معلومات جغرافية تقاس بقوة قوته البشرية لذلك يجب وضع موجهات للتدريب والتشجيع والمكافأة وتنمية المقدرات الذاتية للقوة البشرية لمواجهة المتغيرات في مجال المعلومات الجغرافية.‏

المناهج التي تستخدم للتحليل المكاني‏:

قوة وأهمية نظم المعلومات الجغرافية تكمن في مقدرتها على التحليل المكاني والإحصائي, والتحليل هو القلب النابض الذي بدونه لا حياه ولا فائدة من المعلومات المجمعة والمنقحة. وهناك عدة مجالات يمكن تسخير نظم المعلومات الجغرافية لخدمتها وعلى سبيل المثال التحليلات التي تعتمد على عامل الزمان والمكان(تغير استعمال الأراضي), وتحديد مواقع جديدة(مصنع, مزرعة, ومدرسة), وأنسب الطرق بين نقطتين (نقل البضائع, وتوزيع الخطابات والحاويات,وما شابه ذلك), وتخطيط المدن,والشرطة والدفاع والدراسات الإستراتيجية. ولاستخدام نظم المعلومات الجغرافية لابد من وجود خطة مدروسة, وأهداف محددة, ومنهجية بحثية. ومعظم منهجيات نظم المعلومات الجغرافية تنبع من النظريات المتوافرة في الكتب والمراجع بجميع فروعها (طبيعية, بشرية, اجتماعية, اقتصادية, هندسية, صحية, مناخية, بيئية)حسب نوعية التطبيق.‏