有很多方法可以描述地理信息系统。以下是三个工作定义（来自 David A. Hastings，1992 年，《地理信息系统：地球科学分析和解释的工具》）
（最小定义）：GIS 是一个硬件/软件系统，用于存储、管理和（通过硬拷贝或屏幕图形）选择性检索地理参考数据的能力。像这样的定义通常被纯矢量 GIS 的供应商和用户使用，他们的目标是对制图数据进行复杂的管理和输出。
（并行定义）：GIS 是一个硬件/软件系统，用于管理和显示空间数据。它类似于传统数据库管理系统，我们现在以空间而非表格术语来思考，并且“报表编写器”现在允许输出地图以及表格和数字。因此，我们可以将 GIS 视为“空间 DBMS”，而不是传统的“表格 DBMS”。很少有人使用这个定义，但它可能有助于向 DBMS 用户解释 GIS。
（更积极的定义）：GIS 是一个硬件、软件和数据的系统，它促进了多变量（例如多层）空间参考数据的开发、增强、建模和显示。它本身执行一些分析功能，并通过其分析、选择性检索和显示功能，帮助用户进一步分析和解释数据。如果配置正确，GIS 可以将要素或现象建模（例如，合成地再现）为可能相关的其他要素或现象的函数 - 其中所有要素或现象都由空间和相关的表格数据表示（表征）。这里描述的分析目标有时存在争议 - 并且经常被那些尚未看到少数超越制图方法的 GIS 在科学上可以完成什么工作的制图 GIS 专家口头上敷衍了事。
另一个定义可以在爱丁堡大学找到。