虛擬地球系統是一種能表示地球或另一個世界的三維軟體模型，能夠提供給用戶自由移動環境與改變觀察角度與位置的功能。它的主要任務之一是要創建一個合適的信息處理環境。面向對象的建模方法是虛擬地球系統的基本建模法，現有建模理論是不能滿足數字地球的需要的。
虛擬地球系統主要包括五個部分：場景數據、對象建模、場景引擎、互動模型和人。
場景資料庫：場景資料庫管理虛擬地球系統中的所有實體數據和關係數據。虛擬地球系統涉及大量地學數據，場景資料庫必須負責數據的簡化、壓縮和結構存儲；同時負責數據查詢、提取和信息恢復等任務。
對象建模：虛擬地球系統中各種不同實體和關係非常複雜，對象建模將有效地簡化系統的設計。
場景引擎：場景引擎負責虛擬系統的繪製和事件以及訊息機制的實現。如何解決
場景的複雜度和計算機圖形和計算性能不足之間的矛盾，是場景引掌研究的主要問題。
互動模型：互動模型是虛擬系統與用戶的界面，它負責接收和理解用戶的互動命令，並將這些命令轉化為系統的內部行為。
人：人是虛擬地球系統中的核心。人是信息的目的端和互動的發動機。虛擬場景的設計都要以人為核心。
