Un Sistema de Información Geográfica (GIS) es en realidad un programa de ordenador pensado para almacenar, recuperar, analizar y mostrar datos cartográficos. En GIS, los datos acerca de la superficie de la Tierra no se representan como un dibujo, como sucede con los mapas convencionales, sino como información o datos. Estos datos de GIS contienen toda la información espacial de un mapa convencional, pero con la ventaja de ser mucho más flexibles a la hora de representarlos, permitiendo además la obtención de nuevos mapas a partir de datos ya existentes.
El mayor logro de GIS es que todos los datos espaciales se almacenan de forma
estructurada, en una base de datos espacial. La propia estructura de esta base de datos
determinará la sencillez en el manejo del programa.
GIS utiliza dos modos de representación de los datos: modo vector y modo rastreo. En el modo vector se considera que todas las características de la superficie de la Tierra se pueden interpretar como un punto, línea o polígono. Cada característica almacenada en la base de datos de GIS debe estar especificada por su localización en la superficie de la tierra, y mantener relación espacial con el resto de características que le rodean. Este modo se prefiere en aplicaciones urbanas. El modo rastreo es el preferido a la hora de trabajar con imágenes digitalizadas, datos remotos y análisis estadístico. En este modo rastreo se almacenan los datos en celdas (o pixeles), determinados según una rejilla, generalizando así la localización de características a una matriz regular de celdas.
Por otro lado, los datos en GIS suelen almacenarse en diferentes capas, cada una de las cuales con una característica topográfica particular. Es decir, habrá una capa para los ríos, otra para vegetación, asentamientos humanos..., facilitando el acceso a datos concretos. La Figura 3.6 muestra de modo conceptual cómo los mapas son almacenados según sus características en GIS.

Aparte de este modo de almacenamiento de los datos, en GIS también puede incluirse información no espacial, relacionada con cada punto o zona del mapa. Por ejemplo, en el caso de tener un mapa con parcelas de terreno, podría adjuntarse a cada una de ellas una base de datos con el nombre del propietario, su dirección o el valor estimado de la propiedad.
Hasta ahora hemos hablado del empleo de GPS en la Agricultura, pero GPS por sí solo no constituye la Agricultura de precisión. Se requiere de un sistema que permita el acceso a toda esa información recopilada de un modo organizado, el manejo de los datos y análisis de los mismos, facilitando su interpretación y la toma de decisiones. Aquí es donde toma importancia el papel de GIS, debido a todas sus características previamente mencionadas. Así, a medida que la Agricultura de precisión se expande, GIS se expande con ella.