向量空間模型將文檔映射為一個特征向量V(d)=(t 1 ,ω 1 (d)；…；t n , ω n (d))，其中t i (i=1,2, …,n)為一列互不雷同的詞條項，ω i (d)為t i 在d中的權值, 一般被定義為t i 在d中出現頻率tf i (d)的函數，即 。
在信息檢索中常用的詞條權值計算方法為 TF-IDF 函數 ，其中N為所有文檔的數目，n i 為含有詞條t i 的文檔數目。TF-IDF公式有很多變種，下面是一個常用的TF-IDF公式：
根據TF-IDF公式，文檔集中包含某一詞條的文檔越多，說明它區分文檔類別屬性的能力越低，其權值越小；另一方面，某一文檔中某一詞條出現的頻率越高，說明它區分文檔內容屬性的能力越強，其權值越大。
兩文檔之間的相似度可以用其對應的向量之間的夾角余弦來表示，即文檔d i ，d j 的相似度可以表示為
進行查詢的過程中，先將查詢條件Q進行向量化，主要依據布爾模型:
當t i 在查詢條件Q中時，將對應的第i坐標置為1，否則置為0，即
從而文檔d與查詢Q的相似度為
根據文檔之間的相似度，結合機器學習的一些算法如神經網絡算法，K-近鄰算法和貝葉斯分類算法等，可以將文檔集分類劃分為一些小的文檔子集。
在查詢過程中，可以計算出每個文檔與查詢的相似度，進而可以根據相似度的大小，將查詢的結果進行排序。
向量空間模型可以實現文檔的自動分類和對查詢結果的相似度排序，能夠有效提高檢索效率；它的缺點是相似度的計算量大，當有新文檔加入時，則必須重新計算詞的權值。
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