Le SIG ne nécessite aucun matériel ou appareillage informatique spécial, mais le système est souvent pourvu d’une tablette de digitalisation et d’un scanner. Une tablette de digitalisation permet d’entrer directement les coordonnées cartographiques x, y d’un plan ou d’une carte; une autre possibilité est de scanner le matériel cartographique et de le digitaliser ensuite sur l’écran à l’aide de la souris et d’un logiciel adapté. De cette manière, l’opérateur digitalise les objets en points, lignes et surfaces. Le résultat est une structure de vecteurs. Les objets doivent montrer des relations structurelles entre eux : on parle de topologie géométrique. Au cours de ou après la digitalisation, on donnera également à chaque objet un code unique, grâce auquel on peut l’identifier.

Les données de télédétection sont une des sources d’informations géographiques pour un SIG. Cette information sous forme de matrice ou de grille diffère toutefois de la représentation classique des données géographique sous forme de vecteurs. Si au cours d’une étude, on désire travailler à la fois sur les données de télédétection et les données sous forme de vecteur, il faudra faire un choix entre un SIG orienté sur base d’une grille ou sur base de vecteurs. Dans le premier cas, on transformera les vecteurs en données de matrice (V-G ou transformation vecteur vers grille), dans le deuxième, on effectuera donc une transformation grille vers vecteur. Bien qu’une transformation V-G soit plus simple que la transformation inverse et bien que la logique d’une grille soit plus facile pour les algorithmes d’analyse, cette structure entraîne un certain nombre de limitations. Ceci implique donc qu’on préférera la plupart du temps la vectorisation des données de télédétection. Le plus souvent on travaillera sur des images classifiées, où on essaiera automatiquement de déterminer les limites de même que les valeurs de classe.

Le logiciel SIG permet non seulement, comme tous les autres logiciels graphiques, de travailler avec des dessins localisés, mais également, étant donné le code unique attribué à chaque objet, de les coupler avec des attributs. A partir du logiciel, ces attributs sont souvent gérés dans des banques de données séparées. C’est ainsi que l’on peut coupler un polygone fermé qui représente un bâtiment avec des attributs tels que l’adresse, le genre de bâtiment, l’habitant ou l’occupation, la fonction du bâtiment, le propriétaire, le numéro de téléphone ou toute autre donnée jugée utile.

Rassembler et mettre à jour des banques de données hybrides de ce genre (c’est-à-dire contenant à la fois des éléments géométriques et des attributs informatifs) représente un travail important. Toutefois, dès que l’on dispose d’un tel type de banque de données actualisées, on peut les appliquer de diverses manières.

Pour ce faire, un deuxième aspect du logiciel SIG est important, à savoir les possibilités d’analyse de ces données spatiales. Afin de pouvoir analyser les données de manière optimale, il faut s'assurer qu’elles sont structurées en niveaux thématiques. C'est ainsi qu’une commune gérera une banque de données avec un niveau pour les frontières des parcelles, un niveau pour les bâtiments, un niveau pour les informations concernant les habitants, etc. Grâce aux possibilités d'analyse spatiale du SIG, on peut poser toutes sortes de questions au système ordonné, comme par exemple “détermine qui habite dans une zone de 50 m autour de cette parcelle”. Le système fournira à l’opérateur une liste des habitants répondant à ces conditions. Cette liste peut s’utiliser à diverses fins administratives.

Le troisième aspect du SIG, et le plus spectaculaire, est que la réponse à une question posée au système d’information n’est pas seulement donnée sous forme de listes ou de tableaux, mais que le système peut également rendre le résultat sous forme d’une carte, sur écran ou sur papier.

Actuellement, de nombreuses cartes sont dessinées à l'aide du système d’informations géographiques, l’information thématique étant souvent obtenue via les données de télédétection. La mise à disposition d’images satellitaires à haute résolution fera de la télédétection un outil de plus en plus utilisé pour le rassemblement d’informations.