地图思维是地理信息科学中图形图像思维中的一种。地图思维方法贯穿于从编制地图到地图分析应用的全部过程，该过程分为3个阶段，其特征为：①第一阶段。地图概念建模和地图制图素材组织，其核心是制图综合，形成地球客观实体的概括模型。②第二阶段。地图的可视化建模，即采用多维动态可视化的方法，构建所编制地图的形象化模型。③第三阶段。地图信息的共享与分析应用，即在读者得到地图产品后，采用多种方法和手段对图上内容进行识别、感知、分析、计算等应用，从中得到所需要的关于地理对象和现象的知识和信息。这3个阶段是与地理科学研究和制图的全过程紧密相伴，其中第一阶段与第三阶段之间是首尾相接的，即每一次地图编制过程都是收集、阅读和分析前人制图成果的基础上开始的；每一个地理科学研究阶段的成果又是下一阶段研究和编制地图不可缺少的素材。由此，形成了以地图思维方法为基础的地理信息科学研究的螺旋式上升的循环往复运动过程。

地图思维是地理科学乃至地球科学的重要研究手段。通过地图思维方法，能够有效地研究各种地学对象和现象的分布规律、各种要素或现象之间的相互联系，以及各种现象的动态变化；能够有效地完成地学对象和现象的综合评价、预测预报、区划和规划，以及进行工程建设中的蓝图设计、辅助军事指挥等。