空间数据描述的是现实世界各种现象的三大基本特征：空间、时间和专题属性。

    1．空间特征

空间特征是地理信息系统或者说空间信息系统所独有的。空间特征是指空间地物的位置、形状和大小等几何特征，以及与相邻地物的空间关系。空间位置可以通过坐标来描述。GIS中地物的形状和大小一般也是通过空间坐标来体现。这一点不完全像CAD系统，在CAD中，一个长方形可能由长和宽来描述它的形状和大小。而在GIS中，即使是长方形的实体，大多数GIS软件也是由4个角点的坐标来描述。而GIS的坐标系统也有相当严格的定义，如经纬度地理坐标系，一些标准的地图投影坐标系或任意的直角坐标系等。

    日常生活中，人们对空间目标的定位不是通过记忆其空间坐标，而是确定某一目标与其他更熟悉的目标间的空间位置关系。如一个学校是在哪两条路之间，或是靠近哪个道路叉口，一块农田离哪户农家或哪条路较近等等。通过这种空间关系的描述，可在很大程度上确定某一目标的位置，而一串纯粹的地理坐标对人的认识来说几乎没有意义。没有几个人知道自己家里或办公室的确切坐标。而对计算机来说，最直接最简单的空间定位方法是使用坐标。

在地理信息系统中，直接存储的是空间目标的空间坐标。对于空间关系，有些GIS软件存储部分空间关系，如相邻、连接等关系。而大部分空间关系则是通过空间坐标进行运算得到，如包含关系、穿过关系等。实际上，空间目标的空间位置就隐含了各种空间关系。

    2．专题特征

专题特征亦指空间现象或空间目标的属性特征，它是指除了时间和空间特征以外的空间现象的其他特征，如地形的坡度、波向、某地的年降雨量、土地酸碱度、土地覆盖类型、人口密度、交通流量、空气污染程度等。这些属性数据可能为一个地理信息系统派专人采集，也可能从其他信息系统中收集，因为这类特征在其他信息系统中都可能存储和处理。

    3．时间特征