Истраживачи који желе да утврде дистрибуцију одређених својстава на географском простору обично се суочавају са ограничењима узорковања. На пример, рударска компанија која жели да зна проценат садржаја руде у руднику не може да тестира сваки центиметар површине рудника да би утврдила његов садржај. Компанија би уместо тога могла да користи просторно узорковање за тестирање репрезентативних узорака у целом руднику за процену укупне вредности рудника.
У просторном узорковању узима се одређени број узорака како би се утврдио садржај већег географског подручја. Свака тачка узорка садржи информације о променљивој од интереса на тој просторној локацији. Тада се израчунава укупна расподела и учесталост променљивих од интереса за цело подручје на основу учесталости и дистрибуције елемената кроз просторно узорковане регион.
Просторно узорковање је пресудно за одређивање садржаја великих површина. Проучавање укупног садржаја велике копнене масе обично је претерано скупо. Просторно узорковање омогућава уместо тога да се закључи о садржају проучавањем мање од 1 процента географског подручја. Једном када се подаци прикупе, статистичари могу да користе методе попут линеарне регресије за екстраполацију целокупног састава географског подручја из података садржаних у појединачним узорцима.
Ако се садржај студијског простора разликује у различитим тачкама простора, подручје се назива хетерогено. Високо хетерогене просторе може бити тешко проучавати помоћу просторног узорковања; ако просторни узорак пропусти део подручја који се разликује од остатка подручја, закључци изведени о целини из поступка узорковања неће бити тачни. Важно је избегавати пристрасност код узорковања засновану на погодности, као што је лакши или јефтинији приступ деловима подручја.
Истраживачи могу применити технике просторног узорковања за проучавање широког спектра питања. На пример, истраживачи прерија користе просторно узорковање за одређивање садржаја флоре и фауне читавих прерија узорковањем одређених репрезентативних локација. Ове методе се такође могу користити за проучавање присуства инвазивних или угрожених врста у националним парковима и другим подручјима дивљих животиња. Корпоративне и социолошке употребе за просторно узорковање укључују одређивање политичких ставова или преференција производа у различитим маркетиншким областима.