시스템 분석은 일반적으로 다음과 같은 순서로 진행된다:
- 문제 정식화;
- 문제 해결을 위한 대안적 접근법 선정;
- 문제 해결에 투입되는 자원의 조사;
- 모델 구축;
- 평가 기준 선정;
- 대안 비교 및 의사결정.
문제 정식화는 시스템 분석에서 가장 중요한 요소이며, 문제의 본질을 진술하고 연구 범위를 정의하며 초기 자료를 확립하고 목표를 규명하는 것을 포함한다.
문제 해결을 위한 대안적 접근법의 선정은 사전 검토를 바탕으로 제시된 문제를 해결하는 데 사용될 수 있는 대안(수단)들을 열거하는 것으로 구성된다. 연구가 진행되는 동안 일부 대안은 제외되고 새로운 대안이 도입된다.
문제 해결에 투입되는 자원을 조사하는 것은 경제적 분석의 핵심 단계로서, 이 과정에서 물적 및 금전적 소요가 결정된다. 일반적으로 무기 시스템은 주어진 효과성 수준에서 최소 비용을 기준으로 선정된다.
모델의 구축은 가장 본질적인 요인들을 수학적 관계로 표현하거나(해석적 모델), 컴퓨터를 통해 표현하거나(컴퓨터 모델), 또는 특수한 게임을 통해 표현함으로써(게임 모델) 실제 과정의 유사물을 개발하는 연구 단계이다.
시스템 분석에서 모델링은, 특히 수학적 모델링 기법과 컴퓨터의 발전과 관련하여 점점 더 큰 위치를 차지하게 될 것이다.
평가 기준의 선정은 시스템 분석의 지극히 중요한 단계로서, 그 수치 값을 통해 해결책의 성공 여부를 판단할 수 있는 수량(또는 수량 체계)을 명시하는 것으로 구성된다. 시스템 분석 방법이 만족스럽게 작동하기 위해서는, 각 관리 수준에서 채택된 기준들이 하나의 논리적 체계로 연결되는 것이 중요하다고 여겨진다. 최고 수준(국방부 지휘부)에서 가장 중요한 기준은 시스템의 비용 대비 효과성 비율이다.
대안 비교 및 의사결정은 분석의 마지막 단계로서, 제시된 문제를 해결하는 수단들이 선택된 기준에 따라 평가된다. 다양한 대안에 대한 정량적 평가 외에도, 어느 한 대안이 다른 대안보다 우수함을 나타내는 논리적 판단이 함께 제시될 수 있다.