Azoknak a kutatóknak, akik meg akarják határozni bizonyos tulajdonságok földrajzi térben való eloszlását, általában mintavételi korlátozásokkal kell szembenézni. Például egy bányavállalat, amely meg akarja tudni az érc százalékos tartalmát a bányában, nem tesztelheti a bánya területének minden hüvelykét a tartalom meghatározásához. A vállalat ehelyett térbeli mintavétellel reprezentatív mintákat tesztelhet a bánya teljes területén, hogy megbecsülje a bánya teljes értékét.
A térbeli mintavétel során számos mintát vesznek egy nagyobb földrajzi terület tartalmának meghatározására. Minden mintapont tartalmaz információt az adott térbeli érdeklődésre számot tartó változóról. Ezután kiszámítják a változó általános eloszlását és gyakoriságát a teljes terület az elemek gyakorisága és eloszlása alapján a térbeli mintavételezés során vidék.
A térbeli mintavétel kritikus a nagy területek tartalmának meghatározásához. A nagy szárazföldi tömeg teljes tartalmának vizsgálata általában megfizethetetlenül drága. A térbeli mintavétel lehetővé teszi a tartalom levezetését a földrajzi terület kevesebb mint 1 százalékának tanulmányozásával. Az adatok összegyűjtése után a statisztikusok olyan módszereket használhatnak, mint például a lineáris regresszió, hogy extrapolálják a földrajzi terület teljes összetételét az egyes mintákban található információkból.
Ha a vizsgálati tér tartalma a tér különböző pontjain változik, akkor a területet heterogénnek nevezzük. A nagyon heterogén tereket nehéz lehet tanulmányozni térbeli mintavétel segítségével; ha egy térbeli mintának hiányzik a terület egy része, amely különbözik a terület többi részétől, akkor a mintavételi eljárás során az egészre vonatkozóan levont következtetések nem lesznek pontosak. Fontos kerülni a kényelemen alapuló mintavételi torzításokat, például, hogy egy terület részeihez könnyebb vagy olcsóbb hozzáférni.
A kutatók térbeli mintavételi technikákat alkalmazhatnak számos kérdés tanulmányozására. Például a préri kutatók térbeli mintavétellel határozzák meg a teljes préri növény- és állattartalmát bizonyos reprezentatív helyek mintavételével. Ezekkel a módszerekkel invazív vagy veszélyeztetett fajok jelenlétének tanulmányozása is lehetséges a nemzeti parkokban és más vadon élő területeken. A térbeli mintavétel vállalati és szociológiai felhasználása magában foglalja a politikai nézetek vagy a termékpreferencia meghatározását a különböző marketing területeken.