A rendszerelemzés jellemzően a következő sorrendben halad:
- A probléma megfogalmazása;
- A probléma megoldásának alternatív megközelítéseinek kiválasztása;
- A probléma megoldására fordított erőforrások vizsgálata;
- Modell felépítése;
- Az értékelési kritériumok kiválasztása;
- Az alternatívák összehasonlítása és a döntéshozatal.
A probléma megfogalmazása a rendszerelemzés legfontosabb eleme, és magában foglalja a probléma lényegének megállapítását, a vizsgálat terjedelmének meghatározását, a kiindulási adatok rögzítését és a célok azonosítását.
A probléma megoldásának alternatív megközelítéseinek kiválasztása azoknak az alternatíváknak (eszközöknek) a felsorolásából áll, amelyek az előzetes megfontolások alapján felhasználhatók a megfogalmazott probléma megoldására. A vizsgálat során egyes alternatívák kiesnek, és újak kerülnek bevezetésre.
A probléma megoldására fordított erőforrások vizsgálata a gazdasági elemzés kulcsfontosságú szakasza, amelynek során meghatározzák az anyagi és pénzügyi szükségleteket. Jellemzően a fegyverrendszereket az adott eredményességi szint mellett a minimális költség alapján választják ki.
A modell felépítése a vizsgálat azon szakasza, amelyben a valós folyamat analógiáját alakítják ki a legfontosabb tényezők matematikai összefüggések (analitikus modellek), számítógép (számítógépes modellek) vagy egy speciális „játék” (játékmodellek) útján történő megjelenítésével.
A modellezés egyre nagyobb szerepet fog kapni a rendszerelemzésben, különösen a matematikai modellezési módszerek és a számítógépek fejlődésével összefüggésben.
Az értékelési kritériumok kiválasztása a rendszerelemzés kivételesen kritikus szakasza, és abból áll, hogy meghatározzanak egy mennyiséget (vagy mennyiségek rendszerét), amelynek számértéke alapján megítélhető a megoldás sikeressége. A rendszerelemzési módszerek megfelelő működéséhez fontosnak tartják, hogy az irányítás minden szintjén alkalmazott kritériumok egyetlen logikai rendszerbe legyenek összekapcsolva. A legmagasabb szinten (a védelmi minisztérium vezetése) a legfontosabb kritérium a rendszer költség-eredményesség aránya.
Az alternatívák összehasonlítása és a döntéshozatal az elemzés záró szakasza, amelyben a megfogalmazott probléma megoldási eszközeit a választott kritérium alapján értékelik. A különböző alternatívák mennyiségi értékelése mellett olyan logikai megítélések is előterjeszthetők, amelyek az egyik alternatíva másikkal szembeni előnyösségét jelzik.