Sistem analizi genellikle şu sırayla ilerler:
- Problemin formüle edilmesi;
- Problemi çözmeye yönelik alternatif yaklaşımların seçimi;
- Problemin çözümü için harcanan kaynakların incelenmesi;
- Bir modelin kurulması;
- Değerlendirme ölçütlerinin seçimi;
- Seçeneklerin karşılaştırılması ve karar verme.
Problemin formüle edilmesi, sistem analizinin en önemli unsurudur ve problemin özünü ifade etmeyi, çalışmanın kapsamını belirlemeyi, ilk verileri oluşturmayı ve amaçları tespit etmeyi içerir.
Problemi çözmeye yönelik alternatif yaklaşımların seçimi, ön değerlendirmelere dayanarak belirtilen problemin çözümünde kullanılabilecek seçeneklerin (araçların) sıralanmasından oluşur. Çalışma sırasında bazı seçenekler elenir ve yenileri eklenir.
Problemin çözümü için harcanan kaynakların incelenmesi, ekonomik analizde önemli bir aşamadır ve bu aşamada malzeme ve para gereksinimleri belirlenir. Genellikle silah sistemleri, belirli bir etkililik düzeyi için minimum maliyete göre seçilir.
Bir modelin kurulması, gerçek sürecin bir benzerinin, en önemli etkenlerin matematiksel bağıntılarla (analitik modeller), bilgisayar aracılığıyla (bilgisayar modelleri) veya özel bir «oyun» yoluyla (oyun modelleri) temsil edilmesiyle geliştirildiği çalışma aşamasıdır.
Sistem analizinde modelleme, özellikle matematiksel modelleme yöntemlerinin ve bilgisayarların gelişmesiyle bağlantılı olarak, giderek daha büyük bir yer tutacaktır.
Değerlendirme ölçütlerinin seçimi, sistem analizinin son derece kritik bir aşamasıdır ve sayısal değeri çözümün başarısını değerlendirmek için kullanılabilecek bir büyüklüğün (veya büyüklükler sisteminin) belirtilmesinden oluşur. Sistem analizi yöntemlerinin tatmin edici bir şekilde işlemesi için, her yönetim düzeyinde benimsenen ölçütlerin tek bir mantıksal sisteme bağlanmasının önemli olduğu kabul edilir. En üst düzeyde (savunma bakanlığı yönetimi) en önemli ölçüt, sistemin maliyet-etkililik oranıdır.
Seçeneklerin karşılaştırılması ve karar verme, analizin son aşamasıdır; bu aşamada belirtilen problemi çözme araçları seçilen ölçüte göre değerlendirilir. Farklı seçeneklerin sayısal değerlendirmesine ek olarak, bir seçeneğin diğerlerine göre tercih edilebilirliğini gösteren mantıksal yargılar da sunulabilir.