Phương pháp phân tích là việc sử dụng và kết hợp các công cụ GIS một cách linh hoạt theo một trình tự nhất định và hiệu quả đảm bảo cho kết quả nhanh chóng và chính xác. Lựa chọn phương pháp cũng quan trọng như lựa chọn các yếu tố đầu vào. Nếu như ở phần trên, chúng ta liên tưởng việc lựa chọn đầu vào cho phân tích cũng giống như việc lựa chọn các nguyên liệu cho chế biến một món ăn, thì việc lựa chọn phương pháp cho một phân tích cũng không khác gì so với lựa chọn cách chế biến cho một món ăn. Một món ăn ngon được chế biến từ các nguyên liệu tốt đồng thời cần phải có cách chế biến hợp lý thì mới đạt được mục tiêu của món ăn. Rõ ràng, cùng một nguyên liệu nhưng cách chế biến khác nhau sẽ cho ra các món ăn khác nhau. Tương tự, cùng yếu tố đầu vào trong phân tích không gian nhưng phương pháp khác nhau sẽ cho kết quả đầu ra không hoàn toàn giống nhau.
Căn cứ vào yếu tố đầu vào và yêu cầu kết quả đầu ra để lựa chọn cách thức hoặc chuỗi các bước thực hiện một cách phù hợp và hiệu quả. Các phương pháp có thể là các công cụ GIS hoặc xử lý thủ công (thường sử dụng trong cách tiếp cận phân tích không gian có sự tham gia).
Trước khi lựa chọn phương pháp cần liệt kê tất cả các cách hay các bước để có thể thực hiện được nhiệm vụ phân tích không gian, từ đó chọn ra các cách và bước phù hợp với các yếu tố đầu vào và yêu cầu của kết quả đầu ra. Có thể sử dụng cả biện pháp thử nghiệm đối với từng phương pháp (trên quy mô nhỏ) để kiểm tra mức độ tin cậy của kết quả đầu ra, để từ đó có thể thay đổi hoặc điều chỉnh phương pháp đã lựa chọn cho phù hợp nhất với yêu cầu nhiệm vụ.