Phương pháp luận phân tích hệ thống được xây dựng và áp dụng trong những trường hợp mà, ở giai đoạn ban đầu, những người ra quyết định thiếu đủ thông tin về tình huống vấn đề để có thể lựa chọn phương pháp biểu diễn hình thức cho nó, xây dựng một mô hình toán học, hoặc áp dụng một trong những cách tiếp cận mới hơn đối với mô hình hóa kết hợp các kỹ thuật định tính và định lượng.
Trong những trường hợp như vậy, việc biểu diễn đối tượng như một hệ thống, tổ chức một quá trình ra quyết định tập thể với sự tham gia của các chuyên gia từ nhiều lĩnh vực tri thức khác nhau, sử dụng nhiều phương pháp mô hình hóa hình thức kết hợp với các kỹ thuật khai thác trực giác chuyên gia, và thay đổi phương pháp khi sự hiểu biết về đối tượng hoặc tình huống được đào sâu hơn, có thể sẽ có ích.
Để tổ chức một quá trình như vậy, cần xác định một chuỗi các giai đoạn, khuyến nghị các phương pháp để thực hiện chúng, và dự phòng khả năng quay lại các giai đoạn trước đó khi cần thiết. Một chuỗi các giai đoạn được xác định và sắp xếp cụ thể như vậy, cùng với các phương pháp và kỹ thuật được khuyến nghị để thực hiện chúng, tạo thành cấu trúc của một phương pháp luận phân tích hệ thống.
Khi phân tích các phương pháp luận phân tích hệ thống khác nhau, có thể thấy rằng tất cả chúng, dưới hình thức này hay hình thức khác, đều bao gồm các giai đoạn sau:
- xác định vấn đề và đặt mục tiêu;
- xây dựng các phương án và mô hình ra quyết định;
- đánh giá các phương án, tìm ra giải pháp và triển khai nó;
- đánh giá hiệu quả của các quyết định và hậu quả của việc triển khai chúng;
- thiết kế tổ chức để đạt được các mục tiêu.