Geografski informacijski sistem (GIS) je program, ki uporablja kombinacijo podatkov o zemljevidu in podatkovnih baz za prikaz, urejanje in analizo podatkov, ki so povezani z geografskimi lokacijami. Programska oprema ArcGIS®, ki jo proizvaja Environmental Systems Research Institute (ESRI), je ena najpogostejših zbirk računalniških aplikacij GIS. Vključuje orodja za ustvarjanje in urejanje zemljevidov, ustvarjanje podatkovnih baz geografskih informacij, shranjevanje in analiziranje podatkov ter izdelavo poročil ali grafikonov rezultatov. Na voljo je več razširitev glavnega programa, ki lahko izvajajo naprednejše funkcije. Programsko opremo ArcGIS® uporabljajo strokovnjaki na številnih področjih, vključno z znanostmi o okolju, biologijo, inženiringom, arheologijo, načrtovanjem mest in geodetstvom.
Funkcija ArcGIS®, ki je verjetno najbolj očitna tistim, ki ne poznajo programov GIS, je ustvarjanje in urejanje zemljevidov. V tej programski opremi so zemljevidi ločeni na dele, imenovane plasti, in, odvisno od namena zemljevida, lahko en sam vsebuje le nekaj – ali več – različnih plasti. Ti so še posebej uporabni za analizo, ker je pogosto treba izvesti eno vrsto analize na enem nizu podatkov in drugo vrsto na drugem nizu, plasti pa to olajšajo. Prav tako jih je mogoče vklopiti ali izklopiti, da nadzorujete, koliko je prikazano v delovnem prostoru.
Za izvedbo GIS analize je potrebno razumeti različne vrste podatkov, ki jih uporablja programska oprema ArcGIS®. Podatki so lahko v vektorski ali rastrski obliki. Vektorski podatki so diskretni, kar pomeni, da je nabor točk, ki se običajno uporabljajo za podatke, kot so lokacije hiš. Rastrski podatki so neprekinjena površina in se uporabljajo za sledenje informacijam, kot so gostota prebivalstva ali povprečna količina padavin. Podatki morajo biti v pravilni obliki, da lahko uporabljate večino orodij ArcGIS®.
Tako vektorske kot rastrske slike imajo lahko dodatne atribute, ki so jim združeni v tabelah baze podatkov. Številne vrste GIS analize se zanašajo na te podatke, ki lahko vključujejo podrobnosti, kot so padavine, vrsta tal, raznolikost vrst, razdalja do druge točke in številne druge lastnosti. Za primer padavin bi lahko uporabnik programske opreme ArcGIS® uporabil algebro zemljevidov za pretvorbo vseh meritev iz palcev v milimetre ali za interpolacijo vektorskih podatkov na rastrsko površino, da bi ocenil količino padavin na drugih točkah. Lahko bi uporabil tudi statistično analizo za primerjavo padavin na različnih območjih. Obstajajo številne druge vrste analiz, ki jih lahko izvede programska oprema ArcGIS®, odvisno od razpoložljivih podatkov in želenih rezultatov.
Poleg vseh orodij, ki so na voljo v osnovnih programskih paketih ArcGIS®, je na voljo več razširitev za izvajanje drugih vrst analiz. Prostorske in geostatistične razširitve zagotavljajo naprednejše možnosti analize podatkov, 3D razširitev pa osnovne funkcije ArcGIS® v treh dimenzijah. Drugi so specializirani za raziskovanje podatkov, analizo omrežij in zagotavljanje združljivosti GIS s programi za računalniško podprto risanje (CAD). Programska oprema ArcGIS® ponuja številne načine za analizo geografskih informacij in ima številne različne aplikacije.