环境模型对各种环境问题和环境过程描述准确、算法精练且大都具有明显的空间特性如二维和三维水质模型、大气扩散模型、污染物在地下水中运移模型等，但这些环境模型空间数据的操作尤其是结果显示方面仍显困难.而空间分析和空间数据管理正是GIS的优势。GIS可以为环境模型提供一整套基于GIS逻辑原理的空间操作规范，用以反映具有空间分布特性的环境模型研究对象的移动、扩散、动态变化及相互作用。GIS技术在直接解决复杂的环境问题、模拟复杂的环境过程时又遇到一些难以解决的问题如随时间或空间变化过程的静态模拟、用简单的布尔代数逻辑运算去表达复杂的相互关系、三维实体的二维表示和透视处理等，而模型可以简洁明确地处理这些问题从而使GIS免受复杂算法的困扰使其充分发挥空间数据管理、分析、显示的能力。GIS和环境模型的有机结合将使二者相得益彰，一方面由于GIS越来越多地应用于环境模型研究其三维显示、空间统计分析功能、空间模拟功能定会大大加强;另一方面GIS的介入会使环境模型的检验、校正更加容易而且GIS的空间表现能力会使环境模型的视觉效果有质的飞跃特别是在环境评价与环境决策支持时有可能得到以前所得不到的结果.友好的用户界面、完全的数据共享、方便的空间分析操作、直观的结果显示会让用户更专注于应用问题提高环境模型的运行效率。
GIS在环境模型研究中的主要应用包括：
(1)数据的前期处理，绝大部分GIS系统都有强大的数据采集功能并支持多种格式的输入输出而且这些输入输出都采用严格的官方标准。另外GIS还能实现空间数据的多种投影转换以及数据的重采样，在环境模型研究中GIS可以作为复杂的环境模型的输入数据集成器，利用GIS不仅可以采集、管理巨量的环境数据并能将这些数据按模型的需要以不同比例尺、不同精度、不同投影方式、不同格式反馈给环境模型。
(2)模型开发，GIS具有很强的空间分析功能如邻域分析、叠加分析等这使得环境模型中的一些空间分析操作简单易行。大多数GIS系统都具有高级应用系统开发语言象Arc/InfoPC版的SML和Arc/InfoUNIX版的AMLMapInfo的MapBasicArcView的Avenue以及GenaMap的Genius等。模型开发者可以利用系统开发语言建立环境应用模型使环境模型运行于GIS内部实现GIS和环境模型的整体集成.。
(3)数据的后期处理和结果的显示输出，GIS能对环境模型运算输出数据进行综合处理如合理性检验、模型校正以及各类统计分析。GIS包含空间实体的拓扑关系并允许空间实体拥有多重属性所以可以结合模型运算结果进行有关的空间查询和属性查询，另外GIS支持图形、图象、数据、报表等多种显示输出这也能在很大程度上丰富环境应用模型。
