地理信息科学基本问题包括：
1）分布式计算
2）地理信息的认知
3）地理信息的互操作
4）比例尺
5）空间信息基础设施的未来
6）地理数据的不确定性和基于GIS的分析
7）GIS和社会
8）地理信息系统在环境中的空间分析
9）空间数据的获取和集成等等
地理信息科学在对于地理信息技术研究的同时，还指出了支撑地理信息技术发展的基础理论研究的重要性。
随着以地理信息系统技术为核心的遥感、全球定位系统等技术的发展以及其间的相互渗透，逐渐形成了3S集成化技术系统，为解决区域范围更广，复杂性更高的现代地学问题提供了新的分析方法和技术保证。七十年代以来，由于整个人类社会面临的人口、资源、环境和发展等各方面的问题，逐渐开始重视全球变化（Global Change）以及可持续发展 (Sustainable Development）等方面的研究，这两个方面的推动，最终促成了地球信息科学的产生。