地理信息系统将所处理的数据分为两大类：
第一类是关于事物空间位置的数据,一般用图形、图像表示,称空间数据,也称地图数据、图形数据、图像数据。第二类是和空间位置有关,反映事物某些特性的数据,一般用数值、文字表示,也可用其他媒体表示（如示意性的图形或图像、声音、动画等）,称属性数据,也称文字数据、非空间数据。属性数据表现了空间实体的空间属性以外的其他属性特徵，属性数据主要是对空间数据的说明。如一个城市点,它的属性数据有人口，GDP，绿化率等等描述指标。数据的有效组织与管理，是GIS系统套用成功与否的关键。
空间数据结构是空间数据适合于计算机存储、管理、处理的逻辑结构，是空间数据在计算机内的组织和编码形式，是地理实体的空间排列和相互关係的抽象描述。它是对空间数据的一种理解和解释。空间数据结构又是指空间数据的编排方式和组织关係。空间数据编码是指空间数据结构的具体实现，是将图形数据、影像数据、统计数据等资料按一定的数据结构转换为适合计算机存储和处理的形式。不同数据源採用不同的数据结构处理，内容相差极大，计算机处理数据的效率很大程度取决于数据结构。