在设计思路上，“天地图”把全国地理信息资源整合为逻辑上集中、物理上分散的“一体化”数据体系，实现了测绘部门从离线提供地图和数据到在线提供信息服务的根本性改变；此外，“天地图”采用了具有我国自有知识产权的软件产品，在很短的时间内，实现了全国多尺度、多类型地理信息资源的综合利用和在线服务，实现了关键技术创新；在建设机制方面，“天地图”以国家和地方各级基础地理信息数据库为依托，集成整合了部分地理信息企业的技术力量和地理信息资源，实现了资源共享。
与此同时，区别于普通的地图网站，“天地图”做到了以门户网站和服务接口两种形式为用户提供服务。
通过“天地图”门户网站，用户接入互联网可以方便地实现各级、各类地理信息数据的二维、三维浏览，可以进行地名搜索定位、距离和面积量算、兴趣点标注、屏幕截图打印等常用操作。公众还可以以超链接的方式接入已建成的省市地理信息服务门户，获得各地更具个性化的服务，畅享省市直通。此外，在“天地图”上，用户也可以访问国家测绘成果目录服务系统，了解掌握国家和各省（区）、市的测绘成果情况，并能够链接国家测绘局相关地理信息服务网站，获取包括“动态地图”、“地图见证辉煌”等专题地理信息。