공간자료는 점(point), 선(line), 면(polygon) 형태로 표현되며 각 형태가 담는 정보가 서로 다르다. 점은 위치만을 표시하는 자료이고 선은 길이와 연결 관계를, 면은 넓이와 범위를 나타낸다.
점 형태 자료의 대표적인 분석기법은 최근린 방법과 쿼드랫 방법이다. 최근린 방법은 각 점에서 가장 가까운 이웃 점과의 거리를 이용해 점들의 집적·산포·무작위 분포를 판별하고, 쿼드랫 방법은 공간을 격자로 나누어 칸마다 점의 개수를 세어 분포를 분석한다.
선 형태 자료에는 네트워크 분석과 그래프 이론이 주로 쓰인다. 네트워크 분석은 연결성·방향성·최단경로·최적경로 같은 특성을 분석하므로 내비게이션의 길찾기 등 연결과 흐름을 다루는 문제에 적합하다.
면 자료에는 형상관측(shape measures), 공간적 자동상관(spatial autocorrelation), 공간적 상호작용 같은 기법이 대응한다. 면 분석은 지역의 형태·분포·상호작용을 이해하는 데 초점을 맞추므로 면적·밀도·분포의 통계적 해석이 주요 내용이다.
위상모델(topology)은 도형들 간의 인접성·연결성·포함관계 같은 '관계'를 표현하므로 중첩분석, 인접성 분석, 연결성 분석 등이 가능하다. 반면 경사 분석과 같이 높이(표고) 값을 필요로 하는 표면 기반 분석은 위상 정보만으로 수행할 수 없으며 표고(DEM) 같은 수치데이터가 필요하다.
근접성(proximity) 분석의 대표 기법으로는 버퍼(buffer) 분석과 티센폴리곤(Thiessen polygon)법이 있다. 버퍼는 대상 주변의 일정 거리 영역을 추출하는 방법이고, 티센폴리곤법은 각 점에 대해 그 점이 가장 가까운 영역을 분할하여 근접 영역을 정하는 방법이다.