地理信息系统管理大量的地学数据，这些数据存在数据库中，因此需要有数据库管理系统。
在地理系统中，描述地理要素和地理现象的空间数据，主要包括空间位置、拓扑关系和属性三个方面的内容。地理信息系统空间数据结构就是指这种空间数据在系统内的组织和编码形式。GIS数据结构也可称为图形数据格式，它是指适合于计算机系统存储、管理和处理地理图形的逻辑结构，是地理实体的空间排列方式和相互关系的抽象描述，是对数据的一种理解和解释，不说明数据结构的数据是毫无用处的，不仅用户无法理解，计算机程序也无法正确处理。对同样一组数据，按不同的数据结构去处理，得到的是截然不同的内容。只有充分理解了地理信息系统的特定的数据结构，才能正确有效地使用系统。
空间数据编码是空间数据结构的实现，是指根据地理信息系统的目的和任务所搜集的，并经过审核了的地形图、专题地图和遥感影像等资料，按一定数据结构转换为适于计算机存储和处理的数据过程。由于地理信息系统数据量极大，一般需要采用压缩数据编码方式以节省空间。图形资料的编码一般需借助数字化仪进行。