Bir sistem analizi metodolojisi, karar vericilerin başlangıç aşamasında, problemi biçimsel olarak temsil etmek için bir yöntem seçecek, matematiksel bir model kurabilecek ya da nitel ve nicel teknikleri birleştiren daha yeni modelleme yaklaşımlarından birini uygulayabilecek yeterli bilgiye sahip olmadığı durumlarda geliştirilir ve uygulanır.
Bu tür durumlarda, nesneyi bir sistem olarak temsil etmek, çeşitli bilgi alanlarından uzmanların katıldığı ortak bir karar verme sürecini organize etmek, biçimsel modelleme yöntemlerini uzman sezgisini ortaya çıkarma teknikleriyle birlikte kullanmak ve nesne ya da duruma ilişkin anlayış derinleştikçe yöntemleri değiştirmek yararlı olabilir.
Böyle bir süreci organize etmek için, bir aşamalar dizisi tanımlamak, bunların gerçekleştirilmesi için yöntemler önermek ve gerektiğinde önceki aşamalara dönülmesini sağlamak gerekir. Bu şekilde özel olarak belirlenmiş ve sıralanmış aşamalar dizisi, bunların gerçekleştirilmesi için önerilen yöntem ve tekniklerle birlikte, bir sistem analizi metodolojisinin yapısını oluşturur.
Çeşitli sistem analizi metodolojileri incelendiğinde, bunların tümünün bir şekilde şu aşamaları içerdiği görülür:
- problemlerin belirlenmesi ve amaçların ortaya konması;
- seçeneklerin ve bir karar verme modelinin geliştirilmesi;
- seçeneklerin değerlendirilmesi, bir çözüm bulunması ve uygulanması;
- kararların etkililiğinin ve uygulanmalarının sonuçlarının değerlendirilmesi;
- amaçlara ulaşmak için organizasyonun tasarlanması.