文件内容一般包含空间实体的几何坐标信息（表达位置、形状、大小及其分布特征）、属性信息（数量特征、质量特征等）、空间坐标系统信息、索引信息，某些类型空间数据文件还可能包含空间实体间拓扑信息。其中，空间数据编码是空间数据结构的具体实现，是将图形数据、图像数据、属性数据、拓扑数据等资料按规定数据结构（矢量数据结构、栅格数据结构等）排列组合为适合计算机存储处理的形式。

空间数据文件一般可分为矢量数据文件与栅格数据文件。

矢量数据文件往往将空间实体抽象表达为点、线、面要素，通过按顺序存储要素顶点的空间坐标记录要素空间特征，通过特定关联规则建立要素空间特征与属性特征的对应关系，并通过索引文件优化要素检索效率。矢量文件格式众多，典型的矢量文件格式有ESRI的Shapefile格式、AutoCAD的DXF/DWG格式、OGC（open geospatial consortium）的KML/KMZ格式、SuperMap的SDB/SDD格式等。在矢量数据文件的存储应用过程中，往往采用某种方法压缩矢量文件，以收缩冗余数据、减少存储空间占用、提升数据读写与传输速度。矢量文件压缩方法一般为有损压缩，主要有：①距离控制类算法，如间隔取点法、垂距限值法、Douglas-Peucker算法。②角度控制类算法，如角度限值法、曲线矢量数据压缩方法。③基于目标函数的最佳多边形拟合算法。④基于小波的压缩方法。

栅格数据文件往往基于特定编码方法组织栅格像元值，建立像元值与栅格位置（行列号）的对应关系，并记录空间坐标系统、空间分辨率、起始像元坐标、X/Y方向像元数量等元数据信息。栅格数据编码方法包括直接编码、链式编码、游程编码、块式编码、四叉树编码等。典型的栅格文件格式有TIFF、IMG、LRP、DAT等。

需要说明的是，部分空间数据库文件，例如ESRI的Geodatabase文件、ORACLE的DBF文件、PostgreSQL的表空间文件等，广义上也可视为某种形式的空间数据文件，但其结构复杂，往往采用封闭格式对不同类型空间数据、索引数据、日志数据等进行集中组织，并限制用户通过特定空间数据库管理系统或空间数据库访问接口访问数据文件。

空间数据文件格式众多，编码规则不一，不同地理信息系统软件对文件格式的兼容特征存在差异，这使得某个地理信息系统软件所支持的文件格式不能直接被其他地理信息系统软件直接解译，给空间数据资源共享带来挑战。针对上述问题，相关国际或国家组织相继制定空间数据文件格式标准。①SDTS（spatial data transfer standard）空间数据转换标准。SDTS是由美国地质测量协会制定，于1992年7月被美国确认为联邦信息处理标准。在后续的修改中，分别加入了拓扑矢量规范、栅格数据规范、运输网络规范等。该标准已作为美国联邦机构、美国各州和地方政府、研究和技术组织，以及私人部门等的空间数据转换机制。②ISO 19100系列标准。1994年3月，地理信息/地球信息科学专业委员会（ISO/TC211）成立，其主要任务是针对直接或间接与地球上位置相关的目标或现象信息，制定一套结构化的定义、描述和管理地理信息的系列标准（系列编号为ISO19100，截至2019年4月已发布79项标准），包括地理信息的内容与相关方法；各种数据管理工具和服务及有关的请求、处理、分析、获取、表达；在不同的用户、系统平台上进行数据转换等。③OGIS地理数据互操作规范。为发展开放式地理信息系统技术，1996年开放地理信息联合会（OGC）成立，并提出一系列开放的地理数据互操作规范（open geodata interoperation specification; OGIS），例如GML、GeoJSON、KML等。④DIGEST数字图形信息交换标准。DIGEST是数字地理信息工作组（DGIWG）制定的，用于处理栅格、矢量数据转换（包括拓扑结构）的标准。DGIWG由北大西洋公约组织（NATO）的一些成员国组成。⑤中国国家标准GB/T 17798-2007。中国于2007年发布了地理空间数据交换格式国家标准（GB/T 17798-2007），规定了矢量数据、正射影像数据、格网数据交换格式的内容与结构。