Metodologi analisis sistem dikembangkan dan diterapkan dalam kasus-kasus ketika pengambil keputusan, pada tahap awal, tidak memiliki informasi yang memadai tentang situasi masalah untuk memilih metode representasi formalnya, menyusun model matematis, atau menerapkan salah satu pendekatan pemodelan yang lebih baru yang memadukan teknik kualitatif dan kuantitatif.
Dalam kasus semacam itu, akan membantu untuk merepresentasikan objek sebagai sistem, mengorganisasikan proses pengambilan keputusan kolektif yang melibatkan spesialis dari berbagai bidang ilmu, menggunakan berbagai metode pemodelan formal bersama dengan teknik untuk menggali intuisi para ahli, serta beralih metode seiring bertambahnya pemahaman tentang objek atau situasi tersebut.
Untuk mengorganisasikan proses semacam itu, perlu ditetapkan urutan tahapan, direkomendasikan metode untuk melaksanakannya, serta disediakan kemungkinan untuk kembali ke tahapan sebelumnya bila diperlukan. Urutan tahapan yang teridentifikasi dan tersusun secara khusus semacam itu, beserta metode dan teknik yang direkomendasikan untuk pelaksanaannya, membentuk struktur suatu metodologi analisis sistem.
Dengan menganalisis berbagai metodologi analisis sistem, dapat diamati bahwa semuanya, dalam bentuk apa pun, mencakup tahapan-tahapan berikut:
- mengidentifikasi masalah dan menetapkan tujuan;
- mengembangkan alternatif dan model pengambilan keputusan;
- mengevaluasi alternatif, menemukan solusi, dan menerapkannya;
- menilai efektivitas keputusan dan konsekuensi dari penerapannya;
- merancang organisasi untuk mencapai tujuan.