空間分析是地理信息系統（GIS）的核心功能，它涉及對地理空間數據及其相關理論、方法和技術的研究，以探索和證明地理要素之間的關係，揭示地理特徵和過程的內在規律和機理。
空間分析的主要目的是認知、解釋、預測和調控地理空間信息。它基於空間對象的位置和形態特徵，利用各種算法如平面掃描、空間拓撲分析、凸包算法、Voronoi圖算法和最短路徑算法等，對空間數據進行深入分析。空間分析不僅限於平面幾何關係，還包括空間對象之間的三維關係。
此外，空間分析廣泛應用於多箇領域，包括水污染監測、城市規劃與管理、地震和洪水災害分析、礦產資源評價、道路交通管理、地形地貌分析和軍事領域等。空間分析能力，尤其是提取和傳輸空間隱含信息的能力，是區分地理信息系統與一般信息系統的關鍵特徵，也是評價地理信息系統成功與否的重要指標之一。