Źródła i metody pozyskiwania danych dotyczących odległej przeszłości dla systemów informacji geograficznej różnią się od zasad wypracowanych przy klasycznych zastosowaniach GIS. W pracach obejmujących współczesną infrastrukturę przestrzenną wykorzystuje się najczęściej nowoczesne metody pomiarów. Możliwości takich nie ma, jeżeli celem badań lub analizy staje się przedstawienie przestrzeni geograficznej sprzed dwustu lub trzystu lat. Wszelkie dane, w tym przestrzenne, dotyczące rzeczywistości historycznej z natury rzeczy będą mniej precyzyjne. Będzie to model bardziej uproszczony od tego, jaki można wykonać dla współczesności. Precyzja ta maleje, im dalej cofamy się w przeszłość. Dodatkową trudnością jest konieczność wytworzenia danych geoprzestrzennych praktycznie od podstaw, gdyż prace tego typu dopiero się rozpoczynają i nie dysponujemy np. plikami shape dla sytuacji osadniczej w Polsce w końcu XVI wieku, czy sieci wodnej lub zalesienia w XVIII wieku. Można wykorzystać istniejące warstwy map wykonanych w formatach graficznych (Corel Draw, Adobe Illustrator), jednak trzeba nadać im geoodniesienie oraz zweryfikować ich poprawność. Z wyżej wymienionych powodów historical GIS posługuje się źródłami i metodami pozyskania danych wypracowanymi już wcześniej przez geografię i kartografię historyczną. Systemy informacji geograficznej wzbogacają tę metodologię głównie przez włączenie nowoczesnych metod komputerowych i stosowanie specjalistycznych aplikacji. Podstawa pracy pozostaje jednak taka sama–są to różnego rodzaju źródła historyczne, które pozwalają z mniejszą lub większą dokładnością opisać minioną rzeczywistość. Dla pewnego porządku i systematyzacji należy je podzielić na dwie grupy–źródła kartograficzne oraz źródła pisane. Źródła kartograficzne, podstawowe dla podejmowanej problematyki, można wyodrębnić w osobną kategorię, gdyż wykazują one cechy zarówno źródeł pisanych (zawierają np. nazewnictwo miejscowości) oraz niepisanych (symboliczne przedstawienia obiektów fizjograficznych i osadniczych).