시스템 분석 방법론은 의사결정자가 초기 단계에서 문제 상황을 형식적으로 표현할 방법을 선택하거나, 수학적 모델을 구축하거나, 정성적 기법과 정량적 기법을 결합한 최신 모델링 접근법 중 하나를 적용하기에 충분한 정보를 갖추지 못한 경우에 개발되고 적용된다.
이러한 경우에는 대상을 시스템으로 표현하고, 다양한 지식 분야의 전문가들이 참여하는 집단적 의사결정 과정을 조직하며, 형식적 모델링 방법과 전문가의 직관을 이끌어내는 기법을 함께 사용하고, 대상이나 상황에 대한 이해가 깊어짐에 따라 방법을 전환하는 것이 도움이 될 수 있다.
이러한 과정을 조직하려면 일련의 단계를 정의하고, 각 단계를 수행하기 위한 방법을 제시하며, 필요할 경우 이전 단계로 돌아갈 수 있도록 해야 한다. 이렇게 구체적으로 식별되고 순서가 정해진 일련의 단계와 그 수행을 위해 권장되는 방법 및 기법이 시스템 분석 방법론의 구조를 이룬다.
다양한 시스템 분석 방법론을 분석해 보면, 모든 방법론이 형태는 다르지만 다음과 같은 단계를 포함하고 있음을 알 수 있다:
- 문제의 식별과 목표 설정;
- 대안과 의사결정 모델의 개발;
- 대안의 평가, 해결책의 도출 및 그 실행;
- 결정의 효과성과 그 실행 결과에 대한 평가;
- 목표 달성을 위한 조직 설계.