地理信息系統的應用有：城市規劃、建設管理，農業氣候區劃，大氣汙染監測管理，道路交通管理，地震災害和損失估計，醫療衛生，軍事。
城市規劃、建設管理城市是人類活動高度集中的區域，同時也是信息、物質高度集中的區域。隨著科技的進步和經濟的發展，城市系統越來越復雜，數據和信息越來越多，服務要求越來越高。城市管理面臨著新的挑戰，為了城市的現代化、生態平衡和持續發展，城市需要全面的規劃，而地理信息系統給城市的規劃和管理帶來了新的工
農業氣候區劃采用新技術、新方法、新資料，開發"農業氣候區劃信息系統（Agriculture & Climate Distributed Information System,簡稱ACDIS）"軟件，建立氣候資源開發利用和保護監測體系，實行資源平面與立體，時間與空間全方位優化配置；發揮區域氣候優勢，趨利避害減輕氣候災害損失，提高資源開發的總體效益。為各級政府分類指導農業生產，農村產業結構調整，退耕還林防止水土流失等提供決策依據，為地方政府服務。
大氣汙染監測管理隨著經濟的發展，環境汙染直接影響了人們的生活質量，環境質量問題也得到了越來越多的重視。汙染環境包括水汙染、大氣汙染、固體廢棄物汙染等，其中就大氣汙染而言，城市區域由於受到工業生產、居民生活的影響，成為大氣汙染發生的集中區域，歷史上幾次嚴重的汙染事故，如倫敦煙霧事件（1952）、洛杉磯光化學煙霧事件（1943），都是發生在大城市。近幾十年來，研究者對大氣汙染問題進行了大量研究，並且通過實驗或計算來建立適合於特定區域的大氣汙染物擴散模式以及確定相關參數的計算方法。
道路交通管理近年來，GIS在交通方面的應用得到了廣泛的重視，並形成了專門的交通地理信息系統GIS-T，以滿足道路交通管理方面的要求。路廓設計是公路設計中的壹個重要環節，是定出公路最終線向的壹個步驟。在路廓設計中，要綜合分析多種空間數據，包括大比例尺的土地利用圖、地形圖以及現有的道路網等。
地震災害和損失估計對地震災害以及地震次生災害的評估對於壹個區域的降低危險，資源分配以及緊急響應規劃具有重要的意義，而通過存儲和分析地質構造信息，利用GIS可以預測地震發生的"場景"並估計該區域由於地震引發的潛在損失。此外，GIS也提供了有力的工具使得在地震實際發生時，分析災害嚴重程度的空間分布，幫助政府分配緊急響應資源。
地貌地貌學理論發展和生產實踐需要加強計量地貌研究。然而，由於地貌現象的復雜性、地貌數據的龐大等多方面的原因，需要在地貌研究中采用GIS工具，使其成為地貌定量研究的壹個有效途徑。
醫療衛生由於流行病是用於描述和解釋某種疾病的發病率，從空間的角度來看，流行病學需要很好地描述流行病發病率空間分布特征的手段，進而可以研究發病率模型，以發現流行病和周圍環境的關系。通常，GIS在流行病研究中主要提供了如下三個方面的功能：流行病數據的可視化，空間數據分析，流行病模型等。
軍事軍事是以準備和實施戰爭為中心的社會活動。壹切軍事行動都是在壹定的地理環境中進行的，地理環境對軍事行動有著極其重要的影響與作用。隨著人類社會向信息化迅速發展，未來高技術戰爭中信息對抗的含量將越來越高，特別是高技術條件下的局部戰爭，由於戰爭爆發突然，戰爭進程加快、戰機稍縱即逝等特點，對作戰指揮的時效性有了更高的要求。指揮決策智能化、作戰指揮自動化、武器裝備信息化成為未來戰爭取勝的關鍵。在這種需求下，出現了數字化戰場，數字化的地理環境信息已成為指揮決策的必要條件之壹。因此，作為空間軍事信息保障的軍事地理信息系統已成為現代化軍事鬥爭的壹項重要內容。