美國(guó)大學(xué)一般將地理信息系統(tǒng)碩士課程開(kāi)設(shè)在地理系。2002年，美國(guó)大學(xué)地理信息科學(xué)協(xié)會(huì)(UCGIS)為地理信息系統(tǒng)劃分了19個(gè)研究方向，這19個(gè)方向又可以歸屬于地理數(shù)據(jù)的收集、處理、分析與表達(dá)四個(gè)階段。
    在地理數(shù)據(jù)的獲取和收集過(guò)程中，GIS主要研究地理數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和不確定性(Uncertainty in Geographic Information)。地理數(shù)據(jù)通常通過(guò)野外測(cè)量、數(shù)字化、遙感等手段獲得，獲取過(guò)程中不可避免地存在誤差。該研究方向討論的便是如何處理、減少這些誤差，以及針對(duì)數(shù)據(jù)中存在的不確定性錯(cuò)誤進(jìn)行處理的方法和技術(shù)。數(shù)據(jù)的獲取手段和表達(dá)處理方式日漸成熟，但數(shù)據(jù)的誤差和不確定性卻會(huì)永久存在，因此該研究 方向被視為GIS研究領(lǐng)域中富有永久生命力的方向之一。
    隨著中國(guó)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)和更新以及全球地理信息數(shù)據(jù)共享熱潮的到來(lái)，地理信息的組織和管理過(guò)程是當(dāng)前國(guó)內(nèi)GIS領(lǐng)域研究的重點(diǎn)，在中國(guó)有著最為廣泛的實(shí)踐和應(yīng)用空間。其中較為熱門(mén)的研究方向包括空間認(rèn)知(Spatial Cognition)、海量數(shù)據(jù)庫(kù)機(jī)構(gòu)體系(Institutional Aspects of Spatial Data Infrastructure)、空間本體論(Spatial Ontologies)、空間決策支持系統(tǒng)(Spatial Decision Support System)、時(shí)空數(shù)據(jù)關(guān)系及建模(Space and Space/Time Analysis and Modeling)、GIS和RS技術(shù)的集成(Incorporating Remotely Sensed Data and Information in GIS )、時(shí)空數(shù)據(jù)語(yǔ)義研究(Geospatial Semantic Web)、空間數(shù)據(jù)共享以及互操作研究(Integration)等。
    地理信息數(shù)據(jù)獲取手段的不斷豐富和提高使得地理信息數(shù)據(jù)量正在以驚人的速度增長(zhǎng)，海量的地理數(shù)據(jù)正在等待GIS專(zhuān)家進(jìn)行分析和利用，地理數(shù)據(jù)背后隱藏的巨大潛力仍有待挖掘。鑒于此，國(guó)外目前的GIS研究熱點(diǎn)集中在地理信息的分析和表達(dá)過(guò)程，其中最為熱門(mén)的研究方向包括與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)地理服務(wù) (GeoWeb)、與計(jì)量地理有關(guān)的空間數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析(Geo-computation)、空間數(shù)據(jù)挖掘(Geographic Data Mining and Knowledge Discovery)、應(yīng)急反應(yīng)中的數(shù)據(jù)獲取和分析(Emergency Data Acquisition and Analysis)、空間信息可視化和虛擬地理環(huán)境(Visualization)、社會(huì)背景中GIS的表達(dá)以及GIS在公眾信息傳播中的研究(GIS and Society)等。