I ett geografiskt informationssystem hanteras geografiska objekt med kända lägen. För att ange ett läge behövs en fast referens, relativt vilken objektets position kan anges. Man behöver därför ett referenssystem, som är ett koordinatsystem vars axlar har lagts fast i förhållande till jordens yta. Det är mycket viktigt att objekten i ett geografiskt informationssystem är bestämda i ett väldefinierat referenssystem. Referenssystem och koordinatsystem behandlas inom ämnesområdet geodesi, som är vetenskapen om jordens uppmätning. 

Kapitlet börjar med en övergripande diskussion i avsnitt 3.2, som förklarar vad ett referenssystem är och motiverar varför det behövs som grund för inmätning av geografiska objekt. I avsnitt 3.3 behandlas därefter de vanligaste typerna av koordinatsystem. För att trycka en karta på papper eller för presentation på en dataskärm behövs ett plant koordinatsystem. Detta ställer till problem eftersom jorden är rund och inte platt. För att avbilda den buktiga jordytan på ett plan används en kartprojektion. Grunderna för sådana kartprojektioner förklaras i avsnitt 3.4. Referenssystem tas därefter upp i avsnitt 3.5. Genom hela kapitlet ligger tyngdpunkten på att förklara de viktigaste referenssystemen, koordinatsystemen och kartprojektionerna som används i Sverige. Kapitlet avslutas i avsnitt 3.6. med att diskutera några viktiga grundprinciper för transformationer mellan olika koordinat- och referenssystem.