Cercetătorii care doresc să determine distribuția anumitor proprietăți pe spațiul geografic se confruntă de obicei cu limitări de eșantionare. De exemplu, o companie minieră care dorește să cunoască procentul de conținut de minereu dintr-o mină nu poate testa fiecare centimetru din suprafața minei pentru a determina conținutul acesteia. În schimb, compania ar putea utiliza eșantionarea spațială pentru a testa eșantioane reprezentative pe întreaga mină pentru a estima valoarea totală a minei.
În eșantionarea spațială, sunt prelevate mai multe eșantioane pentru a determina conținutul unei zone geografice mai mari. Fiecare punct de eșantionare conține informații despre variabila de interes la locația spațială respectivă. Distribuția generală și frecvența variabilelor de interes sunt apoi calculate pentru întreaga zonă bazată pe frecvența și distribuția elementelor în întregul eșantionat spațial regiune.
Eșantionarea spațială este esențială pentru determinarea conținutului suprafețelor mari. Studierea conținutului total al unei mase mari de teren este de obicei prohibitiv de costisitoare. Eșantionarea spațială permite deducerea conținutului prin studierea a mai puțin de 1 la sută din aria geografică. Odată colectate datele, statisticienii pot utiliza metode precum regresia liniară pentru a extrapola compoziția generală a zonei geografice din informațiile conținute în eșantioanele individuale.
Dacă conținutul unui spațiu de studiu variază în diferite puncte ale spațiului, zona se numește eterogenă. Spațiile foarte eterogene pot fi dificil de studiat folosind eșantionarea spațială; dacă un eșantion spațial ratează o porțiune a unei zone care este diferită de restul zonei, atunci concluziile trase asupra întregului din procedura de eșantionare nu vor fi exacte. Este important să evitați eșantioanele de eșantionare bazate pe comoditate, cum ar fi porțiunile dintr-o zonă fiind mai ușor sau mai ieftin de accesat.
Cercetătorii pot aplica tehnici de eșantionare spațială pentru a studia o gamă largă de probleme. De exemplu, cercetătorii din prerie utilizează eșantionarea spațială pentru a determina conținutul de floră și faună din întreaga prerie prin eșantionarea anumitor locații reprezentative. Aceste metode pot fi folosite și pentru studierea prezenței speciilor invazive sau pe cale de dispariție în parcurile naționale și în alte zone sălbatice. Utilizările corporative și sociologice pentru eșantionarea spațială includ determinarea opiniilor politice sau a preferințelor de produs în diferite domenii de marketing.