Geografinė informacinė sistema (GIS) yra programa, kuri naudoja žemėlapio informacijos ir duomenų bazių derinį, kad būtų rodomi, redaguojami ir analizuojami duomenys, susieti su geografinėmis vietomis. ArcGIS® programinė įranga, kurią gamina Environmental Systems Research Institute (ESRI), yra viena iš labiausiai paplitusių GIS kompiuterių programų rinkinių. Jame yra įrankiai, skirti kurti ir redaguoti žemėlapius, kurti geografinės informacijos duomenų bazes, saugoti ir analizuoti duomenis bei rengti ataskaitas ar rezultatų diagramas. Galimi keli pagrindinės programos plėtiniai, kurie gali atlikti sudėtingesnes funkcijas. ArcGIS® programinę įrangą naudoja daugelio sričių profesionalai, įskaitant aplinkos mokslus, biologiją, inžineriją, archeologiją, miestų planavimą ir geodeziją.
ArcGIS® funkcija, kuri tikriausiai akivaizdžiausia tiems, kurie nėra susipažinę su GIS programomis, yra kurti ir redaguoti žemėlapius. Šioje programinėje įrangoje žemėlapiai yra suskirstyti į dalis, vadinamus sluoksniais, ir, priklausomai nuo žemėlapio paskirties, viename gali būti tik keli arba daug skirtingų sluoksnių. Tai ypač naudinga analizei, nes dažnai reikia atlikti vieno tipo analizę viename duomenų rinkinyje ir kito tipo analizę kitam rinkiniui, o sluoksniai palengvina tai padaryti. Juos taip pat galima įjungti arba išjungti, kad būtų galima valdyti, kiek darbo srityje rodoma.
Norint atlikti GIS analizę, būtina suprasti skirtingus ArcGIS® programinės įrangos naudojamus duomenų tipus. Duomenys gali būti vektoriniai arba rastriniai. Vektoriniai duomenys yra diskretiški, tai reiškia, kad tai taškų rinkinys, paprastai naudojamas duomenims, pvz., namų vietoms. Rastriniai duomenys yra ištisinis paviršius ir naudojami tokiai informacijai kaip gyventojų tankis arba vidutinis kritulių kiekis sekti. Norint naudoti daugumą ArcGIS® įrankių, duomenys turi būti teisingos formos.
Tiek vektoriniai, tiek rastriniai vaizdai gali turėti papildomų atributų, kurie yra sujungti su jais duomenų bazės lentelėse. Daugelio tipų GIS analizė remiasi šiais duomenimis, kurie gali apimti tokią informaciją kaip krituliai, dirvožemio tipas, rūšių įvairovė, atstumas iki kito taško ir daugelis kitų požymių. Remdamasis kritulių pavyzdžiu, ArcGIS® programinės įrangos vartotojas gali naudoti žemėlapio algebrą, kad konvertuotų visus matavimus iš colių į milimetrus arba interpoliuotų vektorinius duomenis į rastrinį paviršių, kad įvertintų kritulių kiekį kituose taškuose. Jis taip pat galėtų naudoti statistinę analizę, kad būtų galima palyginti kritulių kiekį įvairiose srityse. Yra daugybė kitų analizės tipų, kuriuos gali atlikti ArcGIS® programinė įranga, priklausomai nuo turimų duomenų ir norimų rezultatų.
Be visų įrankių, esančių pagrindiniuose ArcGIS® programinės įrangos paketuose, galimi keli plėtiniai, skirti atlikti kitų tipų analizę. Erdviniai ir geostatistiniai plėtiniai suteikia pažangesnes duomenų analizės parinktis, o 3D plėtinys suteikia pagrindines ArcGIS® funkcijas trimis matmenimis. Kiti specializuojasi tiriant duomenis, analizuojant tinklus ir teikiant GIS suderinamumą su kompiuterinio braižymo (CAD) programomis. ArcGIS® programinė įranga suteikia daug būdų analizuoti geografinę informaciją ir turi daug įvairių programų.