La première notion essentielle est celle de couche : les informations spatiales sont « empilées » comme des calques successifs au sein du SIG; l’ajustement des couches nécessite que leurs coordonnées géographiques soient soigneusement géoréférencées (longitude, latitude, parfois altitude, coordonnées X,Y…) et harmonisées au sein d’un système de projection. A chaque couche peuvent être associées des données alphanumériques (lettres et/ou valeurs chiffrées) : par exemple, à un tronçon de fleuve (donnée spatiale linéaire) on peut associer les débits moyens mensuels (donnée alphanumérique), à des polygones délimitant les communes des données démographiques. Ces couches peuvent être activées ou désactivées en fonction des besoins de l’utilisateur.

Par exemple, dans l’illustration ci-dessous, la couche de fond est la photo aérienne d’Auxerre (IGN mission 1949), puis disposées en couches empilées le plan du XVIIIème siècle, le plan du XIXème siècle  préalablement géoréférencés ; la couche supérieure est constituée de diverses données linéaires, ponctuelles ou surfacique de type vectoriel.

Pour résumer :