地理信息系统软件一般由五部分组成，即空间数据输入管理、空间数据库管理、空间数据处理分析、空间数据输出管理及应用模型组成。它们之间关系见下图：
一、空间数据输入管理
空间数据输入管理模块是相对独立的功能模块。它的目的是将地理信息系统中各种数据源输入，并转换成计算机所要求的数字格式进行存储。随着数据源种类的不同(如文本数据，数字数据和模拟数据等)，输入设备的不同及系统选用数据结构及数据编码的不同，在数据输入部分配有不同的软件，以确保原始数据按要求存入空间数据库中。
通常，空间数据输入的同时，伴随着对输入数据处理，以实现对数据的校验和编辑。
二、空间数据库管理
同一般数据库相比，地理信息系统数据库不仅要管理属性数据，还要管理大量图形数据，以描述空间位置分布，以及拓扑关系。而且，属性数据和图形数据之间具有不可分割的联系。此外，地理信息系统中数据库的数据量大，涉及内容多，这些特点决定了它既要遵循常用关系型数据库管理系统来管理数据，又要采用一些特殊的技术和方法，来解决通常数据库没法管理的空间数据问题。由于地理信息系统数据库具有明显的空间性，所以亦称为空间数据库。如图1-4所示。
三、空间数据处理和分析
空间数据处理和分析模块通常为地理信息系统提供一些基本和常用的处理和分析功能，其功能的强弱直接影响到地理信息系统应用范围。因此，这部分是体现地理信息系统功能强弱的关键部分。
四、应用模型
由于地理信息系统应用范围越来越广，常规系统提供的处理和分析功能很难满足所有用户的要求。因此一个优秀的地理信息系统应当为用户提供二次开发手段，以便用户开发新的空间分析模块，即开发各种应用模型，扩充地理信息系统功能。
五、空间输出数据管理
地理信息系统中输出数据种类很多，可能是输出地图、表格、文字、图象等；输出介质可以是纸、光盘、磁盘、显示终端等。随着输出数据类型的不同和输出介质的不同需配备不同软件，最终向用户报告分析结果。