目前GIS的应用主体是以政府部门应用为主，未来，面向企业以及大众的信息服务将成为GIS及相关技术应用新的增长点。
地理信息技术的发展必须依照新的要求和标准，GIS在各行业的应用模式也需要改革和创新。总体来说，GIS应用将向智能化、规模化、集成化、一体化以及产业化的五个方面深化发展。GIS在以下几方面的应用，很早就已开始，但是其创新空间巨大。
GIS与智能交通
基于GIS的智能交通不仅能够通过图形的形式记述道路通行状况，迅速定位事故点，抢修车辆的调度，以及提供交通疏散的方案等，还能够为这些信息的深层次挖掘和后续信息服务及辅助决策提供空间属性上的支持。具体应用包括监控、设施管理、车辆调度指挥、应急救援系统等。
GIS与农业资源管理
3S技术，尤其是GIS技术在农业的各个应用领域得到广泛的应用，农业部的多个业务应用部门纷纷构建各自的应用系统，未来的应用将更多涉及精细农业、农作物监测及估产、农田水淹没分析，以及绿色农业等方面。
精细农业：通过分析影响小区产量差异的原因，制定经济、合理的生产决策方案，生成作物管理处方图，指导农田定位作业。
农作物监测及估产：充分运用3S技术，较准确地估测出各种作物的最终产量，并跟踪监测各类作物在不同生长期的长势，从而根据需
要及时采取有效措施，对农作物的生长进行监控，保证当年产量的稳定增长。
农田水淹没分析：利用 GIS 和遥感技术，实现农田水淹没分析，评估农田损失情况。
绿色农业：进行绿色农业工程，对所有农田的土壤重金属含量进行 GIS 分析，对绿色农作物的生产进行决策。
GIS与石油资源管理
石油行业应用GIS技术其实由来已久。在哪儿钻孔最好、跟踪一条管线进行故障分析，或者新建一个炼油厂等问题都十分依赖于对地理的理解，以利于领导者做出明智的商业决策。今后，GIS石油资源管理将集成海量油田相关的空间要素，形成一个空间数据库，利用其强大空间分析功能进行有效地理分析。具体应用包括：石油勘探和生产：综合分析潜在资源，发现新资源和扩展已有资源。
设备管理：集成传统的基础管理系统，并赋予它们真实的地理位置和相关属性，在此基础上为设施管理维护服务。
与地理相关的管道工业：进行石油管道网络分析、追踪分析、迅速制定关阀门方案等，提高管理能力，增强市场竞争力。
GIS与市场营销规划：利用GIS来分析人口统计和交通等信息，从而有效地选择和建立销售点，并通过分析历史客户数据来决定销售点的仓储及发展规划。
GIS与环境管理及保护
环境 GIS 提供了一套对基于位置的环境数据进行管理的工具，这种工具可以帮助决策者按照环境管理策略进行决策。GIS的新应用随着应用范围和所要解决问题的不同而不同，涉及领域主要有生物多样性、环境立法、灾害和风险分析、影响评估、海洋资源研究、污染管理、环境许可、资源管理、场地修复、废弃物管理等。
对于环境保护信息系统，其主要应用有生态环境现状管理、生态环境动态监测、生态环境功能评价、生态功能区规划、生态信息发布、生态环境景观3D显示等。
GIS与灾害应急响应
2007年北方和中部洪水、2008年南方雪灾以及汶川地震的发生这一系列自然灾害使得建立完善的灾害应急响应机制成为当务之急，而基于GIS的防震减灾系统将建成一个服务于应急响应、灾情动态跟踪、数据分析、对策生成、辅助决策、应急指挥的防震减灾管理信息系统。
应急指挥：粗略估计地震破坏的分布，迅速做出抢救伤员、扑救次生灾害、疏散安置人员等最佳路径选择以及各种公用设施（生命线系统）抢修、重要保卫、发放救灾物资的动态方案等，供指挥部门参考。
灾害评估：根据震害估计直接经济损失、可能的人员伤亡、需要安置人员的分布等。
辅助决策：通过对生命线工程的管道进行网络连通性分析，道路网络分析（最佳路径分析）等，为领导和指挥部门提供辅助决策。
地震灾害预测：将规划中的重要工程项目临时性地加入信息系统，估计出震害、损失、伤亡，将有助于评价该项目的适宜性、可行性。
防汛决策支持系统：城市积水、退水的预报预测；现有排水设施（排水管网、泵站等）信息的管理；排水设施的规划、设计和施工管理；暴雨时空特征分析（4DGIS）；以街道为统计单元和以街区为空间单元的社会经济数据空间展布；暴雨分布及积水街道分布的可视化显示；高分辨率、多层次、多源和更新频繁的数据的存储、维护和管理。
旱情监测：建立了全国耕地空间数据库，可以只对农田而不是土地进行旱情的评估。
GIS与金融业
GIS可为金融企业洞察客户的购买习惯及购买需求，能够更好的确定目标客户、目标市场以及部署广告资源，为企业提供增值产品和服务。具体应用包括以下几个方面。
市场分析：应用GIS技术进行商业交易区域的可视化表达，从而发现在分支机构中的商业行为。
客户挖掘：对现有客户数据进行整理，可以找出他们的金融类型和需求，发现新的市场增长点。
地段分析：为开始新网点或架设新ATM提供了重要的地段分析和市场决策工具。
网点/ATM定位：通过网络向客户发布银行网点或ATM的位置信息，并提供从家到银行网点或ATM的开车路线、距离、所需时间等信息的复合查询。
GIS与医疗卫生
SARS、禽流感等传染病爆发及传播引起人们对于疾病监测和防治的重视，未来GIS将广泛应用于大规模的疾病爆发监测和响应，进行快速定位、即时信息发布、应用流行病动力传播模型快速扩散分析。
疾病监测预警分析：根据对病人的监测采样，应用GIS的空间统计分析模型，做出疾病爆发疫情的预警信息。
传染病传播分析：综合分析环境、季候、风向、河流、人口、水质等多种信息，通过现代数学模型，并与虚拟现实，数据库知识获取等技术结合，制止疾病的扩散并为治疗提供有力的科学依据和技术保证。
疫情发展趋势统计：根据发病情况及时发布疫情统计信息，分析疫情的发展趋势，并将疫情的防控前移。
应急联动反应：应用于流行病疫情控制，建立预警区，切断疾病的传染链。
高危人群分析：通过GIS系统加载各种因素，通过统计分析模型，对高危人群进行健康信息的统计和分析，并采取相关的救治措施。
医院管理：结合GIS平台，构建B/S结构的注册登记管理信息系统，并和其他数据源结合，实时更新床位管理系统的信息。可用于病人数据和病房管理，自动病床管理等。
3G网络下的LBS服务
LBS（Location-Based Services，基于位置的服务）是由移动网络提供的一种特色增值业务。随着3G网络时代的来临，有了带宽的保障，一些信息量较大的定位业务通过无线网络实现成为可能，应用前景十分广阔。
手持终端的LBS应用范围很广，可以基于话音、短信、WAP、Java/BREW和多媒体短信/邮件向大众用户提供各种服务，包括信息查询、地图服务、手持终端的导航、弱势群体的跟踪和区域告警(如老人和儿童)等。
导航是LBS在汽车应用上的主要方式，目前我国已有的汽车导航存在诸多局限和不完善；而与新一代移动网络相结合的LBS不仅可以完善汽车导航的服务，还能够向用户提供其他丰富多样的LBS服务，如汽车防盗、跟踪、求救等，以求构建一个车内的通信平台通过与网络的交互，为驾驶者和乘坐者提供各种服务。