Os pesquisadores que desejam determinar a distribuição de certas propriedades no espaço geográfico geralmente enfrentam limitações de amostragem. Por exemplo, uma empresa de mineração que deseja saber o conteúdo percentual de minério em uma mina não pode testar cada centímetro da área da mina para determinar seu conteúdo. Em vez disso, a empresa pode usar a amostragem espacial para testar amostras representativas em toda a mina para estimar o valor total da mina.
Na amostragem espacial, várias amostras são coletadas para determinar o conteúdo de uma área geográfica maior. Cada ponto de amostra contém informações sobre a variável de interesse naquela localização espacial. A distribuição geral e a frequência das variáveis de interesse são calculadas para o toda a área com base na frequência e distribuição dos elementos ao longo do espaço amostrado região.
A amostragem espacial é crítica para determinar o conteúdo de grandes áreas. O estudo do conteúdo total de uma grande massa de terra costuma ser proibitivamente caro. A amostragem espacial permite que o conteúdo seja inferido estudando menos de 1 por cento da área geográfica. Uma vez que os dados são coletados, os estatísticos podem usar métodos como regressão linear para extrapolar a composição geral da área geográfica a partir das informações contidas nas amostras individuais.
Se o conteúdo de um espaço de estudo varia em diferentes pontos do espaço, a área é chamada de heterogênea. Espaços altamente heterogêneos podem ser difíceis de estudar usando amostragem espacial; se uma amostra espacial perder uma parte de uma área que é diferente do resto da área, as conclusões tiradas sobre o todo a partir do procedimento de amostragem não serão precisas. É importante evitar vieses de amostragem com base na conveniência, como partes de uma área sendo mais fáceis ou mais baratas de acessar.
Os pesquisadores podem aplicar técnicas de amostragem espacial para estudar uma ampla gama de questões. Por exemplo, os pesquisadores da pradaria usam a amostragem espacial para determinar o conteúdo da flora e da fauna de pradarias inteiras por amostragem em certos locais representativos. Esses métodos também podem ser usados para estudar a presença de espécies invasoras ou ameaçadas de extinção em parques nacionais e outras áreas de vida selvagem. Os usos corporativos e sociológicos para amostragem espacial incluem a determinação das visões políticas ou preferência de produto em diferentes áreas de marketing.