La inclusión de información espacial y temática permite llevar a cabo consultas de diverso tipo, desde las más simples a las más complejas, así como ejecutar modelos cartográficos o dinámicos. Quizás la operación más sencilla sea la producción de mapas de las variables contenidas en una base de datos o de nuevas variables calculadas a partir de las disponibles.

Un paso adelante sería la obtención de respuestas a una serie de consultas sobre los datos y su distribución en el espacio:

• ¿Que hay en el punto X?
• ¿Que características tiene el punto X respecto a….?
• ¿Que puntos cumplen determinadas condiciones?
• ¿Que relación hay entre A y B?
• Distancia entre dos puntos
• Conexión entre dos puntos
• Pertenencia a un mismo conjunto

Más sofisticado sería el uso de herramientas de análisis espacial y álgebra de mapas para el desarrollo y verificación de hipótesis acerca de la distribución espacial de las variables y objetos.

• ¿Disminuye la temperatura con la altitud?
• Los individuos de una determinada especie, ¿tienden a agruparse o permanecen aislados?
• ¿Cual es el tamaño mínimo de un área de bosque para mantener una población viable de osos?

En algunos casos resulta necesaria la utilización de programas de análisis estadísticos externos a los programas de SIG, debe buscarse entonces la mayor integración posible entre ambos tipos de programas en cuanto a tipos de datos manejados y compatibilidad de formatos de ficheros. A partir de los resultados de este tipo de análisis podemos, en algunos casos, generar nuevas capas de información.

Un punto más allá de sofisticación sería la utilización de un SIG para resolver problemas de toma de decisión en planificación física, ordenación territorial, estudios de impacto ambiental, etc. mediante el uso de instrucciones complejas del análisis espacial y álgebra de mapas. En definitiva se trataría de resolver preguntas del tipo:

• ¿Que actividad es la más adecuada para un área concreta?
• ¿Cual es el mejor lugar para la instalación de determinada actividad?
• ¿Cual va a ser el impacto sobre el medio?
• ¿Cual es la forma y tamaño adecuados de los espacios naturales?

Finalmente, las aplicaciones más elaboradas de los SIG son aquellas relacionadas con la integración de modelos matemáticos de procesos naturales, dinámicos y espacialmente distribuidos. El objetivo puede ser tanto científico como de planificación y ordenación.

• ¿Que áreas pueden inundarse con período de retorno T?
• ¿Que consecuencias ambientales puede tener un embalse aguas abajo?
• ¿Cómo podría mejorarse la eficiencia en el uso del agua?

En estos casos los programas se utilizan tanto para introducir las capas de información inicial como para ver y analizar los resultados del modelo en su distribución espacial.