矢量数据结构是对矢量数据模型进行数据的组织。它通过纪录实体坐标及其关系，尽可能精确的表示点、线、多边形等地理实体，坐标空间设为连续，允许任意位置、长度和面积的精确定义。矢量数据结构直接以几何空间坐标为基础，记录取样点坐标。按照这种数据组织方式，可以得到精美的地图。另外，该结构还可以对复杂数据以最小的数据冗余进行存贮，它还具有数据精度高、存储空间小等特点，是一种高效的图形数据结构。

矢量数据结构中，传统的方法是几何图形及其关系用文件方式组织，而属性数据通常采用关系型表文件记录，两者通过实体标识符连接。由于这一特点使得在某些方面有便利和独到之处，例如在计算长度、面积、形状和图形编辑、几何变换操作中，有很高的效率和精度。

矢量数据结构按其是否明确表示地理实体间的空间关系分为实体数据结构和拓扑数据结构两大类。