Analisis sistem biasanya berlangsung dalam urutan berikut:
- Perumusan masalah;
- Pemilihan pendekatan alternatif untuk memecahkan masalah;
- Kajian sumber daya yang dikeluarkan untuk memecahkan masalah;
- Penyusunan model;
- Pemilihan kriteria evaluasi;
- Perbandingan alternatif dan pengambilan keputusan.
Perumusan masalah merupakan unsur terpenting dalam analisis sistem dan mencakup penjabaran inti masalah, penetapan ruang lingkup kajian, penentuan data awal, serta identifikasi tujuan.
Pemilihan pendekatan alternatif untuk memecahkan masalah terdiri atas pendaftaran alternatif (sarana) yang, berdasarkan pertimbangan awal, dapat digunakan untuk memecahkan masalah yang telah dirumuskan. Selama kajian berlangsung, beberapa alternatif disingkirkan dan alternatif baru diperkenalkan.
Mengkaji sumber daya yang dikeluarkan untuk memecahkan masalah merupakan tahap kunci dalam analisis ekonomi, di mana kebutuhan material dan moneter ditentukan. Biasanya, sistem persenjataan dipilih berdasarkan biaya minimum untuk tingkat efektivitas tertentu.
Penyusunan model adalah tahap kajian di mana analog dari proses nyata dikembangkan dengan merepresentasikan faktor-faktor paling esensial melalui hubungan matematis (model analitis), melalui komputer (model komputer), atau melalui “permainan” khusus (model permainan).
Pemodelan dalam analisis sistem akan menempati posisi yang semakin penting, khususnya sehubungan dengan berkembangnya metode pemodelan matematis dan komputer.
Pemilihan kriteria evaluasi merupakan tahap yang sangat krusial dalam analisis sistem dan terdiri atas penetapan suatu besaran (atau sistem besaran) yang nilai numeriknya dapat digunakan untuk menilai keberhasilan solusi. Untuk keberhasilan penerapan metode analisis sistem, dianggap penting agar kriteria yang diadopsi pada setiap tingkat manajemen saling terkait dalam satu sistem logis yang utuh. Kriteria terpenting pada tingkat tertinggi (pimpinan kementerian pertahanan) adalah rasio efisiensi-biaya sistem tersebut.
Perbandingan alternatif dan pengambilan keputusan merupakan tahap akhir analisis, di mana sarana pemecahan masalah yang telah dirumuskan dievaluasi berdasarkan kriteria yang dipilih. Selain evaluasi kuantitatif atas berbagai alternatif, dapat pula disajikan penilaian logis yang menunjukkan keunggulan satu alternatif dibandingkan alternatif lainnya.