系统结构是与系统功能紧密相连的，结构是系统功能的内部表征，功能是系统结构的外部表现。系统中结构和功能的关系主要表现为：系统的结构决定系统的功能。在一定要素的前提下，有什么样的结构就有什么样的功能。只有优化结构才能产生最佳功能，非优化结构不能产生最佳功能，这是结构决定功能的一个具有方法论意义的观点。
系统思维方式的结构性，对认识方法论的基本要求，就是要树立系统结构的观点，在具体实践活动中，紧紧抓住系统结构这一中间环节，去认识和把握具体实践活动中各种系统的要素和功能的关系，在要素不变的情况下，努力创造优化结构，实现系统最佳功能。比如，我们目前进行的经济体制改革，就是在现有条件下进行的经济体制结构的改革，通过经济体制结构的优化来提高整体的经济能力。
系统的要素和结构对功能的作用都是非常重要的。要素是功能的基础，而结构是从要素到功能的必经的中间环节，在相同的要素情况下，结构如何对功能起着决定性作用。不仅如此，通过要素和结构关系所表现出的容差效应可以看出，系统要素在数量上不齐全和在质量上有缺陷，在一定条件下可以通过系统结构的优化得到弥补，而不影响系统的功能。比如，前苏联制造的米格25型飞机，按构成它的部件来说并不是世界上最先进的，但由于结构优化，其功能在当时是世界第一流的。系统思维方式的结构性告诉我们，在考察要素和结构同功能的关系时，必须在头脑中把思维指向的重点放在结构上；在追求优化结构时，必须全力找出对整个系统起控制作用的中心要素，作为结构的支撑点，形成结构中心网络，在此基础上，再考察中心要素与其他要素的联系，形成系统的优化结构。
3、层次性
层次性是系统的一种基本特征。系统的层次性指的是由于组成系统的种种差异，使系统组织在地位、作用、结构和功能上表现出等级秩序性，形成具有质的差异的系统等级。 如前所述，系统是由要素组成的，我们可以从两个方面理解。首先，一个系统是它上一级系统的子系统或称为要素，而上一级系统有可能是更上一级系统的要素；另一方面，此系统的要素却又是下一层的要素组成的，低一层的要素又是更低一层的要素组成的，最下层的子系统由组成系统的基本单位的各个部分构成。由此，有多个系统层次组成金字塔结构。从而也可以说明系统的层次是相对的。系统的整体性是存在于一定层次中形成一定结构基础上的整体性。系统的功能则是指系统与外部环境相互联系和相互作用的秩序与能力。伴随着结构的层次化，系统功能对于上层的系统来说，一层一层地具体化。
在作系统分析的时候，必须注意系统的层次性。把握了这一点，可以减少认识事物的简单化和绝对化。既要注意把一个子系统看作上层系统中的一个要素，求得统一的步调，又要注意到它本身又包含着复杂的结构。一般说来，高一层结构对低一层结构有更大的制约性。低一层的结构是高一层的结构的基础，反作用于高一级结构。从层次的观点出发，“黑箱”方法是正确认识复杂事物和处理问题的有效方法。“黑箱”方法的原理是：在认识的某一个阶段，把认识对象看作一个封闭的箱子，我们只了解外界对它的输入、输出，而不深入其内部了解其具体结构。这种方法引导人们自觉、主动地控制讨论问题的层次和范围，在这一层次的问题
弄清楚之后，再根据需要深入到狭义层次的细节。从而“黑箱”逐步的变为“灰箱”，最后变为“白箱”。
4、立体性
系统思维方式是一种开放型的立体思维。它以纵横交错的现代科学知识为思维参照系，使思维对象处于纵横交错的交叉点上。在思维的具体过程中，系统思维方式把思维客体作为系统整体来思考，既注意进行纵向比较，又注意进行横向比较；既注意了解思维对象与其他客体的横向联系，又能认识思维对象的纵向发展，从而全面准确地把握思维对象的规定性。 客观事实都是纵向和横向的统一。任何一个认识客体，既是由若干个子系统构成的系统，又是另一个更大系统中的子系统。作为一个独立的系统，它的发展是纵向的；作为一个子系统，它与其他子系统之间的联系是横向的。这样一个具体系统的本质，不仅取决于该系统内部各子系统之间的结构形式，而且取决于与其他系统之间的联系形式。所以，立体思维，就是指主体在认识客体时要注意纵向层次和横向要素的有机耦合，时间和空间的辩证统一，在思维中把握研究对象的立体层次、立体结构和总体功能。不但要有“三维思维”，更要有“四维思维”，即研究系统运动的空间位置时，要考虑其时间关系；而研究系统运动的时间关系时，要考察其空间位置。立体思维就是时空一体思维，是纵横辩证综合思维。
在立体思维中，纵向思维和横向思维不再是各自独立的两种思维指向形式，而是有机地统一在一起。形成一种互为基础、互相补充的关系。纵向思维以横向思维为基础，就是说，要在横向比较中进行纵向思维，而且只有经过横向比较之后才能准确地确定纵向思维目标。例如，我们要上一个新产品，总要先进行调查论证，了解市场的供求关系，了解什么商品畅销，在横向比较的基础上，才能较为准确地选定某种新产品作为纵向思维的目标。横向思维的优点就在于，能跳出自己的小圈子，把事物置于普遍联系和相互作用之中，通过与其他事物的比较，来认识和度量自己，进而认识事物运动的特点和规律。同时还必须看到，横向思维必须以纵向思维为基础，就是说，有效的横向思维必须对事物的纵向的深刻认识为前提。横向思维属于多向思维，在具体的思维过程中，思维指向是有限的。主体总是根据思维目标的需要，来确定一些主要的思维指向，究竟确定哪些思维指向，要受制于纵向思维的深度。主体纵向思维越深刻，越能准确地选定横向比较的目标和范围。例如，我们要评选某类最优产品，总是在同类产品质量比较优秀中评选，这就需要对该类产品的深刻认识，才能确定参加评选的产品，然后才能进行横向比较。纵向思维的长处是在历史的自我比较中，可以看到自己的优点和取得的成就。
立体思维是开放思维，而且在一切方面，在整体上都是开放的。因为，主体思维的纵向方面与时间的一维性相符合，与事物的纵向发展相一致，因而在纵向方面是开放的。主体思维的横向方面与空间的三维性相符合，与事物的横向联系相一致，因而在横向方面也是开放的。这样，主体思维无论在纵向方面还是在横向方面都是开放的，是全方位的开放，彻底的开放。根据系统开放性原理，主体的思维要达到有序，其首要条件是必须敞开“思维大门”，加强与来自不同方面的思维信息的交流，善于吸取有价值的思维成果。可见，这种彻底开放型的思维，最有利于主体从整体上全面地把握客体的本质。 5、动态性
系统的稳定是相对的。任何系统都有自己的生成、发展和灭亡的过程。因此，系统内部诸要素之间的联系及系统与外部环境之间的联系都不是静态的，都与时间密切相关，并会随时间不断地变化。这种变化主要表现在两个方面：一是系统内部诸要素的结构及其分部位置不是固定不变的，而是随时间不断变化的；二是系统都具有开放的性质，总是与周围环境进行物质、能量、信息的交换活动。因此，系统处于稳定状态，并不是讲系统没有什么变化，而始终处于动态之中，处在不断演化之中。
系统的动态原则可以作为事物运动规律来理解，它对于思维方法的作用是不可低估的。系统思维方式的动态性正是系统动态性的反映。思维从静态性进入动态性，要求人们正确认识和对待系统的稳定结构，使系统演化不断地从无序走向有序。系统的有序和无序是衡量系统结构是否稳定的标志。一般说来，如果系统是有序的，系统结构就是稳定的；相反，系统结构则是不稳定的。系统的有序和无序，稳定结构和非稳定结构，这是系统存在和演化的两种基本状态，它们本身没有抽象意义的价值规定。人们完全可以根据自己的需要和价值取向，创造条件打破系统的有序结构，使之成为向新的有序结构过渡的无序状态，也可以创造条件消除对系统的各种干扰，使系统处于有序状态，保持系统的稳定。这里的关键是要把握系统演化过程中的控制项，对系统实现自觉的控制。控制项不仅能够破坏系统的旧稳定结构，而且还能使其过渡到新的系统结构。只要人们能够正确地把握控制项，就能使系统向演化目标方向发展。然而，控制项是多样的，又是可变的。这就要求人们不但从多方面寻找解决问题的办法，找出最佳的控制项，而且还要随着系统的演化，不断地选择最佳控制项。由于系统演化的可能方向是分叉的树枝型，而不是直线型，这就要求人们把系统演化的可能方向理解为具有多种方向可选择的状态，把事物的发展放在多种可能、多种方向、多种方法和多种途径的选择上，而不要把希望寄托于某一种可能、方向、方法和途径上。因此，在人们的头脑中必须破除线性单值机械决定论的影响，树立非线性的统计决定论的思维方法。 6、综合性
综合，本身是人的思维的一个方面，任何思维过程都包含着综合和综合的因素。然而，系统思维方式的综合性，并不等同于思维过程中的综合方面，它是比“机械的综合”、“线性的综合”更为高级的综合。它有两方面的含义：一是任何系统整体都是这些或那些要素为特定目的而构成的综合体；二是任何系统整体的研究，都必须对它的成分、层次、结构、功能、内外联系方式的立体网络作全面的综合的考察，才能从多侧面、多因果、多功能、多效益上把握系统整体。系统思维方式的综合已经是非线性的综合，是从“部分相加等于整体”上升到“整体大于部分相加之和”的综合，它对于分析由多因素、从变量、多输入、多输出的复杂系统的整体是行之有效的。
系统思维方式的综合，要求人们在考察对象时要从它纵横交错的各个方面的关系和联系出发，从整体上综合地把握对象。传统的“分析程序”是：分析一综合，两者被划分为先后相继的两个环节，因而是一种单向思维。而“系统综合程序”是：综合一分析一综合，相互之间存在着反馈，是双向思维。它要求从整体出发，逻辑起点是综合，要把综合贯穿于思维逻辑进程的始终，要在综合的指导和统摄下进行分析，然后再通过逐级次综合而达到总体综合。它要求摒弃孤立的、静止的分析习惯，使分析和综合相互渗透，“同步”进行，每一步分析都
要顾及综合、映现系统整体。这样才能使人们站在全局的高度上，系统地综合地考察事物，着眼于全局来认识和处理各种矛盾问题，达到最佳化的总体目标。
7、最优化
最优化是系统思维方法的归宿，是运用系统思维方法所要求达到的目标。所谓最优化原则，就是从多种可能的途径中选择出最优的系统方案，使系统处于最优状态，达到最优效果。最优化是自然界物质系统发展的一种趋势，以生物系统为例，在长期的生物进化过程中，各种生物都形成了最好的适应周围环境的精巧的、完善的系统结构和最优整体功能，螳螂在1/20秒内确定昆虫飞过的速度、距离、方向，准确无误地迅速地把它捕获，这是现代火炮跟踪系统所望尘莫及的。响尾蛇的热定位器能在相当远的距离测到1/?度的温度变化，这是导弹红外跟踪系统难以达到的。这些自然系统发展的最优化趋势，为系统思维方法的最优化原则提供了客观依据。而实现系统整体功能最优化的关键则在于选择最佳的系统结构和状态。
系统作为一个整体具有系统特有的整体功能。系统的整体功能首先决定于系统的要素和结构，但是在要素和结构确定的情况下，它还决定于系统的状态。如我们用一定的电子元件按照一定的电子线路组装成一台电子仪器之后，还必须对仪器进行调试，就是在不更换元件，不改变电子线路的情况下，只改变系统的状态，即调整整个系统的有序性。系统的组成、结构决定系统可能具有什么样的功能，系统的状态则决定了系统功能可以实际发挥到什么程度。
随着人们对系统结构研究的日益深入，已逐步发展出各种最优化的理论。如线性规划、非线性规划、动态规划、最优控制论和决策论等数学理论。最优控制技术也在各个领域得到了广泛应用，有所谓最有计划、最优设计、最优控制、最优管理等。
总之，系统思维方法要求从整体出发，在运动中选择最佳结构和状态，定量的达到整体最优化。整体化原则是系统思维方法的根据和出发点，系统思维方法之所以成为一种独立的科学方法，主要就是由于它把对象作为整体来研究，离开了整体性原则也就谈不上系统思维方法。最优化原则是系统思维方法的基本目的，人们设计和运用系统的目的，总是为了实现最优化、高质量、高效率地完成一定的任务。
三、系统思维方法的一般步骤
系统思维方法的发展逐步形成了一套思考问题和解决问题的一般程序，运用系统思维方法进行科学研究的全过程，大体上包括以下七个相关的步骤：
１、发现问题。发现问题是第一步。要尽量全面地收集和提供有关解决问题的历史、现 状及发展趋势的资料和数据。
２、确立目标。问题发现后就要确立解决哪些问题，解决到什么程度，确定必须达到的 目标和希望达到的目标，并且定出衡量是否达到目标的标准。在现代社会中，待确定的目标一般是多因素的，大系统的，动态的，具体实施还要求把目标分解为若干个子系统的确定指标，并规定指标的主次、轻重缓急，确定其发生矛盾的取舍原则、给出实现指标的约束条件等等。
３、进行系统综合，制定方案。
根据希望达到的最高目标和必须达到的最低目标，寻求实现目标的途径，制定出各种可供选择的方案，给出方案的结构和相应参数。
４、对方案进行系统分析，做出分析评价。
制定出各种方案后，要对每一方案进行分析、评价，选择出几个最有助于实现目标的方案。
在分析评价时，要根据目标来核算每个方案的费用和功效，运用数学工具建立各种模型，并求出各模型的解，发展这些结果在进行分析评价，如果从最低目标和最高目标两方面衡量，某方案两种目标均不能满足就可抛弃，这样就可以把方案缩小到几个最可行的方案，然后再根据最高目标对所有评价方案采用分等评分的方法，提供给决策者加以选择。
为了使评价工作做到科学化、定量化，现在一般采用边际分析、费用—效益分析、价值分析及多端思维法等具体方法，还要运用可行性分析和决策技术（如树形决策、矩阵决策、马尔柯夫决策、统计决策、模糊决策等）以及运筹学中的一些行之有效的方法。
５、选择方案，进行决策。
通过系统分析，初步提供了几个可行方案，如有关半导体系统方案可能涉及外观、音质、音量、灵敏度、清晰度等多种因素，有的方案选择性好，有的方案灵敏度高，除了定量目标外，还要考虑一些定性目标，如：政治情况、社会情况、人的心理情况等。这就需要决策者把几种方案综合起来，进行计算机模拟，从总体上权衡，果断决策，最后抉择一个或极少数几个方案试用。
６、试验。
为了稳妥起见，对选定的方案，必须进行局部试验，以检验方案的正确性，如果成功，即可推广，进入全面实施阶段；如果不行，则必须反馈回来，进行追踪检查，修订方案。
７、实施。
根据最后确定的方案，制定出行动计划，系统具体实施，但在实施中仍会发生问题，出现一些预料不到的情况，这就要求在执行过程中对偏离目标实行有效的控制，不断反馈，不断调整，以期达到预定的目标。
这个过程本身也是一个决策的过程，我们可以按以上步骤构成一个决策系统。 四、系统思维方法在科学研究中的作用和意义 １、系统思维方法是研究与协调复杂系统的有效工具
当代科学研究对象规模之大、数量之多，结构之复杂是前所未有的。在许多情况下往往要把工农业生产、国防、科学研究、交通运输、经济计划管理、生态平衡和环境保护等作为一个大系统研究，这不仅突破了自然科学各门学科的界限，而且突破了自然科学与社会科学的界限；这个系统不是静止的，而是动态的；不仅要研究现状，还要预测会发生事件的影响；系统中存在的许多信息需要做最佳处理等等。对于如此庞大而有复杂的系统进行研究，以往传统的方法就显得无能为力，一筹莫展，系统工程却为复杂的系统的分析、设计、研制、管理和控制的最优化提供了有效手段；而且系统越复杂其效果越佳，如美国的阿波罗登月计划成功实施，关键在于运用这种方法，阿波罗登月计划要求在70年代初把人送上月球，而这个工程组织了2万多家公司，120所大学，动用42万人，共有700多万个零件，耗资300多亿美元，对这样一个内容庞杂、规模巨大、成本昂贵的科研生产项目，如何合理设计、组织、管理安排人力、物力、财力、设备、资金，以期最经济最有效地达到预定目标？这是以往任何一种传统方法所不能胜任的，而运用系统思维方法则如期完成，使嫦娥奔月的神话变