地理信息系統在最近的30多年內取得了驚人的發展，廣泛應用于資源調查、環境評估、災害預測、國土管理、城市規劃、郵電通訊、交通運輸、軍事公安、水利電力、公共設施管理、農林牧業、統計、商業金融等幾乎所有領域。
以下地理信息系統的應用領域分別回答了在各自領域內的作用
資源管理(Resource Management)
主要應用于農業和林業領域，解決農業和林業領域各種資源(如土地、森林、草場) 分布、分級、統計、制圖等問題。主要回答“定位”和“模式”兩類問題。
資源配置(Resource Configuration)
在城市中各種公用設施、救災減災中物資的分配、全國范圍內能源保障、糧食供 應等到機構的在各地的配置等都是資源配置問題。GIS在這類應用中的目標是保證 資源的最合理配置和發揮最大效益。
城市規劃和管理(Urban Planning and Management)
空間規劃是GIS的一個重要應用領域，城市規劃和管理是其中的主要內容。例如， 在大規模城市基礎設施建設中如何保證綠地的比例和合理分布、如何保證學校、 公共設施、運動場所、服務設施等能夠有最大的服務面(城市資源配置問題)等。
土地信息系統和地籍管理(Land Information System and Cadastral Applicaiton)
土地和地籍管理涉及土地使用性質變化、地塊輪廓變化、地籍權屬關系變化等許 多內容，借助GIS技術可以高效、高質量地完成這些工作。
生態、環境管理與模擬(Environmental Management and Modeling)
區域生態規劃、環境現狀評價、環境影響評價、污染物削減分配的決策支持、環 境與區域可持續發展的決策支持、環保設施的管理、環境規劃等。
應急響應(Emergency Response)
解決在發生洪水、戰爭、核事故等重大自然或人為災害時，如何安排最佳的人員 撤離路線、并配備相應的運輸和保障設施的問題。
地學研究與應用(Application in GeoScience)
地形分析、流域分析、土地利用研究、經濟地理研究、空間決策支持、空間統計 分析、制圖等都可以借助地理信息系統工具完成。ArcInfo系統就是一個很好的 地學分析應用軟件系統。
商業與市場(Business and Marketing)
商業設施的建立充分考慮其市場潛力。例如大型商場的建立如果不考慮其他商場的分布、待建區周圍居民區的分布和人數，建成之后就可能無法達到預期的市場 和服務面。有時甚至商場銷售的品種和市場定位都必須與待建區的人口結構(年 齡構成、性別構成、文化水平)、消費水平等結合起來考慮。地理信息系統的空 間分析和數據庫功能可以解決這些問題。 房地產開發和銷售過程中也可以利用GIS功能進行決策和分析。
基礎設施管理(Facilities Management)
城市的地上地下基礎設施(電信、自來水、道路交通、天然氣管線、排污設施、電力設施等)廣泛分布于城市的各個角落、且這些設施明顯具有地理參照特征的。它們的管理、統計、匯總都可以借助GIS完成，而且可以大大提高工作效率。
選址分析(Site Selecting Analysis)
根據區域地理環境的特點，綜合考慮資源配置、市場潛力、交通條件、地形特征、環境影響等因素，在區域范圍內選擇最佳位置，是GIS的一個典型應用領域，充分體現了GIS的空間分析功能。
網絡分析(Newwork System Analysis)
建立交通網絡、地下管線網絡等的計算機模型，研究交通流量、進行交通規則、處理地下管線突發事件(爆管、斷路)等應急處理。警務和醫療救護的路徑優選、車輛導航等也是GIS網絡分析應用的實例。
可視化應用(Visualization Application)
以數字地形模型為基礎，建立城市、區域、或大型建筑工程、著名風景名勝區的三維可視化模型，實現多角度瀏覽，可廣泛應用于宣傳、城市和區域規劃、大型工程管理和仿真、旅游等領域。
分布式地理信息應用(Distributed Geographic Information Application)
隨著網絡和Internet技術的發展，運行于Intranet或Internet環境下的地理信息系統應用類型，其目標是實現地理信息的分布式存儲和信息共享，以及遠程空間導航等。