Raziskovalci, ki želijo določiti porazdelitev nekaterih lastnosti po geografskem prostoru, se običajno soočajo z omejitvami vzorčenja. Na primer rudarsko podjetje, ki želi vedeti odstotek vsebnosti rude v rudniku, ne more preizkusiti vsakega centimetra površine rudnika, da bi ugotovilo njegovo vsebnost. Družba bi lahko namesto tega uporabila prostorsko vzorčenje za testiranje reprezentativnih vzorcev po celotnem rudniku, da bi ocenila skupno vrednost rudnika.
Pri prostorskem vzorčenju se odvzamejo številni vzorci za določitev vsebine večjega geografskega območja. Vsaka vzorčna točka vsebuje informacije o zanimivi spremenljivki na tej prostorski lokaciji. Nato se izračunata celotna porazdelitev in pogostost zanimivih spremenljivk za celotno območje na podlagi frekvence in porazdelitve elementov v prostorsko vzorčenih regiji.
Prostorsko vzorčenje je ključnega pomena za določanje vsebine velikih površin. Preučevanje celotne vsebine velike kopenske mase je običajno pretirano drago. Prostorsko vzorčenje omogoča, da se namesto tega ugotovi vsebina s preučevanjem manj kot 1 odstotka geografskega območja. Ko so podatki zbrani, lahko statistiki z metodami, kot je linearna regresija, ekstrapolirajo celotno sestavo geografskega območja iz informacij v posameznih vzorcih.
Če se vsebina študijskega prostora razlikuje na različnih točkah prostora, se območje imenuje heterogeno. Zelo heterogene prostore je težko proučiti s prostorskim vzorčenjem; če prostorski vzorec zgreši del območja, ki se razlikuje od preostalega območja, potem sklepi o celotnem postopku vzorčenja ne bodo točni. Pomembno je, da se izognemo pristranskosti pri vzorčenju, ki temeljijo na udobju, na primer na lažjih ali cenejših delih območja.
Raziskovalci lahko uporabljajo tehnike vzorčenja v prostoru za preučevanje številnih vprašanj. Na primer, raziskovalci prerij uporabljajo prostorsko vzorčenje za določanje flore in favne vsebine celotnih prerij z vzorčenjem določenih reprezentativnih lokacij. Te metode se lahko uporabljajo tudi za proučevanje prisotnosti invazivnih ali ogroženih vrst v narodnih parkih in na drugih območjih prosto živečih živali. Korporativne in sociološke uporabe prostorskega vzorčenja vključujejo določanje političnih pogledov ali preferenc glede izdelkov na različnih tržnih področjih.