Một cơ sở dữ liệu của HTTTĐL có thể chia ra làm hai loại số liệu cơ bản: Số liệu không gian và phi không gian. Mỗi một loại có những đặc điểm riêng và chúng khác nhau về yêu cầu lưu giữ số liệu, hiệu quả, xử lý và hiển thị. Vì vậy việc lựa chọn, thu thập cơ sở dữ liệu cho HTTĐL bao gồm việc thu thập, lựa chọn hai loại số liệu này.
Số liệu không gian là những mô tả số của hình ảnh bản đồ, chúng bao gồm toạ độ, quy luật và các ký hiệu dùng để xác định một hình ảnh bản đồ cụ thể trên tờ bản đồ. Hệ thống thông tin địa lý dùng các số liệu không gian để tạo ra một bản đồ hay hình ảnh bản đồ trên màn hình hoặc trên giấy thông qua thiết bị ngoại vi. Các dữ liệu này là những thông tin mô tả về đặc tính hình học của các đối tượng địa lý như hình dạng, kích thước, vị trí tồn tại trong thế giới thực của chúng. Vì tính đa dạng và phức tạp về đặc tính hình học của các đối tượng địa lý trên thực tế, cho nên người ta phải thực hiện trừu tượng hoá các đối tượng đó và quy chúng về các loại đối tượng hình học cơ bản để lưu trữ và thể hiện trên bản đồ cũng như trong cơ sở dữ liệu. Số liệu không gian được thu thập trực tiếp ngoài thực tế hoặc từ những tài liệu đã có sẵn.
Số liệu phi không gian là những diễn tả đặc tính, số lượng, mối quan hệ của các hình ảnh bản đồ với vị trí địa lý của chúng. Các số liệu phi không gian được gọi là dữ liệu thuộc tính, chúng liên quan đến vị trí địa lý hoặc các đối tượng không gian và liên kết chặt chẽ với chúng trong hệ thống thông tin địa lý thông qua một cơ chế thống nhất chung. Thông thường hệ thống thông tin địa lý có 4 loại số liệu thuộc tính:
- Đặc tính của đối tượng: Là những đặc điểm tính chất của đối tượng có thể thực hiện các phép phân tích và Liên kết chặt chẽ với các thông tin không gian .
- Số liệu hiện tượng, tham khảo địa lý: miêu tả những thông tin, các hoạt động thuộc vị trí xác định.
- Chỉ số địa lý: Tên, địa chỉ, khối, phương hướng định vị liên quan đến các đối tượng địa lý.
- Quan hệ giữa các đối tượng trong không gian, có thể đơn giản hoặc phức tạp (sự liên kết, khoảng tương thích, mối quan hệ đồ hình giữa các đối tượng).
Để tạo thành một tờ bản đồ hoàn chỉnh bao giờ cũng phải có đầy đủ hai loại số liệu không gian và số liệu phi không gian, hai loại số liệu này có mối quan hệ chặt chẽ với nhau tạo nên sự thống nhất chung trong cơ sở dữ liệu.