U GIS-u, topologija je zbir pravila koja definišu geometrijske veze između objekata u prostoru a predstavljenih tačkama, linijama i poligonima. Geometrijske osobine ovih objekata ne mjenjaju se usljed transformacija kao što je rastezanje ili savijanje, i nezavisne su od koordinatnog sistema. Topološke karakteristike nezavisne su od razmjere i mjerne jedinice. Topologija se sastoji od graničenja, sadržavanja i povezivanja. Graničenje i sadržavanje opisuju geometrijsku vezu koja postoji između osobina površi. Površine se mogu opisati kao susjedne ako djele granice. Povezivost je geometrijska osobina korištena da opiše veze među osobinama linija npr. putevi su povezani tako da čine mrežu puteva.

Prostim jezikom topološki model se može opisati kao relacija između osobina prostora. Naprimjer, okviri poligona su sačinjeni od linija, susjedni poligoni djele granice. Formati podataka koji su toploški održavaju ove relacije pri kreiranju i uređivanju podataka (GRASS GIS vektorski format), zajedničke granice se pojavljuju samo jednom u zapisu.

U netopološkim formatima, zajedničke granice su uduplane, jedna za svaki poligon (specifikacija prostih osobina, ESRI-jev šejpfajl format i drugi).

Osim razlike u zapisivanju podataka topološki GIS održava prostorne relacije u momentu dok se one uređuju. Ako pomjerite liniju, granice poligona se uređuju paralelno. Ovo obezbjeđuje konzistenciju vaših podataka i veoma je važno kod geoprocesiranja.