ArcGIS 9的空间分析功能主要包括空间分析模块、3D分析模块、地统计分析模块、网络分析模块、跟踪分析模块等。

ArcGIS Spatial Analyst模块是ArcGIS Desktop中一组全面的高级空间建模和空间分析工具，ArcGIS Spatial Analyst空间分析模块可以进行：1）距离分析；2）密度分析；3）寻找适宜位置；4）寻找位置间的最佳路径；5）距离和路径成本分析；6）基于本地环境、邻域或待定区域的统计分析；7）应用简单的影像处理工具生成新数据；8）对研究区进行基于采样点的插值；9）进行数据整理以方便进一步的数据分析和显示；10）栅格矢量数据的转换；11）栅格计算、统计、重分类等功能。

ArcGIS 3D Analyst模块，能够对表面数据进行高效率的可视化和分析。用户可以从不同的视点观察表面，查询表面，确定从表面上某一点观察时其他地物的可见性，还可以将栅格和矢量数据帖在表面以创建一副真实的透视图。同时，它还提供了三维建模的高级GIS工具，比如挖填分析、可视分析以及地表建模。

ArcGIS Geostatistical Aanlyst模块是ArcGIS Desktop的一个扩展模块，它为空间数据探测、确定数据异常、优化预测、评价预测的不确定性和生成数据面等工作提供各种各样的工具。主要用于研究数据可变性、查找不合理数据、检查数据的整体变化趋势、分析空间自相关和多数据集之间的相互关系以及利用各种地统计模型和工具来做预报、预报标准误差、计算大于某一阈值的概率和分位图绘制等工作。ArcGIS Geostatistical Analyst是一个完整的工具包，它可以实现空间数据预处理、地统计分析、等高线分析和后期处理等功能，同样包含交互式的图形工具，这些工具带有为缺省模型设计的稳定性参数，可帮助初学者快速掌握地统计分析。

ArcGIS Network Analyst模块可以创建和管理复杂的网络数据集合，进行行车时间分析、点到点的路径分析、路径方向、服务区域定义、最短路径、最佳路径、临近设施、起始点目标点矩阵等分析，可以解决诸如寻找最高效的旅行路线、生成旅行向导，或者发现最临近设施等实际问题。

ArcGIS Tracking Analyst模块提供时间序列的回放和分析功能，可以帮助显示复杂的时间序列和空间模型，并且有助于在ArcGIS系统中与其他类型的GIS数据集成时相互作用。可完成以下功能：回放历史数据、基于一定原理的制图、数据中的时间模型、在GIS系统中积分时间数据、平衡现有的GIS数据来创建时间序列可视化和创建分析历史数据和实时数据变化的图表等