地理空间自相关是指时间序列相邻数值间的相关关系。地理研究对象普遍存在的变量间的关系中，确定性的是函数关系，非确定性的是相关关系。如存在空间自相关，亦即该变量本身存在某种数学模型。
通过已知观测数据建立自回归模型，即可对自相关变量进行预测。地理要素空间相互影响，自相关是一种不容忽视的影响因素。如某个城市在一段时期内，其它影响城市发展因素不变，城市经济结构通常也不变，若城市经济规模发生了较大变化，即因城市本身经济自身相关发挥较大作用所致。如所研究的地理对象受许多因素影响，要是这些因素本身存在自相关，必然削弱它们的作用，为此需剔除自相关影响大的因素。
空间自相关分析是认识空间分布特征的一种常用方法，它可以检测两种现象的变化是否存在相关性。一种现象的观测值如果在空间分布上呈现出高的地方周围也高，低的地方周围也低，称为空间正相关，表明这种现象具有空间扩散的特性；如果呈现出高的地方周围低，低的地方周围高，则称为空间负相关，表明这种现象具有空间极化的特性；如果观测值在空间分布上呈现出随机性．表明空间相关性不明显，是一种随机分布的现象。
空间自相关分析分为全局空间自相关分析与局部空间自相关分析。全局空间自相关是对属性在整个区域空间特征的描述；局部空间自相关是研究范围内各空间位置与各自周围邻近位置的同一属性相关性。
