Tư duy hệ thống có đặc điểm cơ bản là: cách nhìn tổng thể, có tính đa chiều và tính có mục tiêu. Trong đó, đặc điểm chủ yếu của tư duy hệ thống là ở cách nhìn toàn thể và do cách nhìn toàn thể mà thấy được những thuộc tính hợp trội của hệ thống. Tính có mục tiêu là một đặc điểm rất quan trong các hệ thống phức tạp. Tính đa chiều (multidimensionality) là đa thứ nguyên, là một đặc điểm cốt yếu của tư duy hệ thống.[2]