Da jedes WebGIS grundsätzlich eine Webanwendung ist, stellt es immer eine Client-Server-Lösung dar. Ein kennzeichnendes Merkmal ist dabei die beliebige Nutzung von beliebigen Clients in beliebiger Anzahl. Für eine konkrete Implementierung gibt es viele Möglichkeiten (Abbildung).
Auf der Clientseite wird in der Regel ein Webbrowser, eventuell mit Skriptunterstützung oder Plug-ins benutzt. Bei komplexeren Systemen oder Anwendungen, für deren Funktionalitäten ein Webbrowser nicht ausreicht, kann gegebenenfalls ein spezieller Client entwickelt werden. Auf der Serverseite werden Geodaten, Dienste und Anwendungen bereitgestellt. Welche Technologien dabei für Datenspeicherung, -austausch und -sicherheit eingesetzt werden sollen, hängt hauptsächlich von den Anforderungen ab. Hinzu kommen weitere Faktoren wie Budget und Verfügbarkeit von Zeit sowie technischen und menschlichen Ressourcen.