W początkowym okresie rozwoju systemów GIS za podstawowe źródło danych przestrzennych uważano istniejące mapy papierowe. Poddawano je tzw. digitalizacji, polegającej na zapisaniu rysunku mapy analogowej w wektorowej postaci cyfrowej. W latach 90. XX w. proces digitalizacji zastąpiono skanowaniem map analogowych (zapis w postaci rastrowej) i ich późniejszą wektoryzacją na ekranie komputera (zapis w postaci wektorowej). Rozwój techniki satelitarnej (powstanie GPS), fotogrametrii i teledetekcji sprawiły, iż tworzone obecnie GIS wykorzystują jako główne źródło danych geometrycznych zdjęcia lotnicze, obrazowania satelitarne (najczęściej tworzone w postaci ortofotogramów), pomiary GPS, nie zaś przetworzone mapy analogowe.
Możliwość współużytkowania danych źródłowych poprzez wiele systemów GIS sprawia, że wyniki analiz są porównywalne, a wzajemna wymiana informacji łatwiejsza. Istotne jest zatem, aby dla całego kraju dostępny był powszechnie wykorzystywany tzw. zbiór danych referencyjnych.
Opracowania referencyjne powstają nie tylko w skali regionalnej, lecz także globalnej. W latach 90. została opracowana przez wojskową agencję kartograficzną USA (US Defence Mapping Agency) cyfrowa mapa świata (Digital Chart of the World). Opracowanie to, upowszechniane następnie jako tzw. baza danych VMap L0, było pierwszą bazą danych przestrzennych skali 1:1 000 000 dla całego świata.
Przez wiele lat projekty GIS były wdrażane jako systemy „kompletne”, hermetycznie zamknięte na możliwość wymiany danych z innymi systemami i ich dalszą rozbudowę. Udostępnienie obecnie w Internecie metadanych (czyli „danych o danych”) umożliwia powszechny dostęp do tych informacji, a w konsekwencji znaczne poszerzenie kręgu użytkowników. Z kolei standaryzacja formatu wymiany danych, np. poprzez zapisywanie danych przestrzennych jako plików GML (Geographic Markup Language), ułatwia - wobec otwartej polityki wytwórców narzędzi GIS - możliwość integrowania danych i współpracy między systemami GIS.