地图数据结构（ map data structure）指构成地图内容诸要素的数据集之间相互关系和数据记录的编排组织方式。
各种地图要素转换成计算机的可读形式称为地图数据。每个要素的数据集合称为一个数据集。地图数据包括地图要素空间分布的位置数据及其对应的图形特征与地理属性数据两部分，前者又概括为弧段节点模型。弧段是地图上基本图形（点、线、面）的核心部分，成为计算机存储的基本单元，点可看成是只有一个坐标对的弧段，面是由一个或多个弧段构成的多边形。只有一个弧段的多边形称为岛状多边形。弧段由一串坐标对包括2个端点组成，坐标串次序决定了弧段走向，端点称为节点，有起始节点和终止节点之分，每个节点连结2个或2个以上的弧段。上述基本图形数据间的互相影射称为拓扑逻辑关系，是当前地图数据库中普遍采用的一种数据结构。对应的图形特征与地理属性数据，由不同的数据项组成，如描述某段河流的属性数据包括名称、代码、宽度、长度、等级、通航程度等；描述某个居民地的属性数据有名称、代码、行政归属、等级、面积、人口、交通意义、政治文化意义等。属性数据既附属于对应目标的空间分布位置，又成为检索图形的依据或参数，它们之间没有必然的联系途径，可将它们分别组成若干个二维表，采用通用的关系数据库的管理方式。故地图数据结构是混合型的，地图数据库系统应能实现两种数据结构的混合管理功能。
