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物流系统具有一般系统所共有的特点，如整体性、相关性、目的性、环境适应性等，同时还具有规模庞大、结构复杂、目标众多等大系统所具有的特征。
物流系统是由人和形成劳动手段的设备、工具所组成，具体表现为物流劳动者使用运输设备、装卸搬运机械、仓库、港口、车站等设施，作用于货物的一系列生产活动。在这一系列的物流活动中，人是系统的主体。因此，在研究物流系统的各个方面问题时，必须把人和物有机地结合起来，加以考察和分析。
在现代经济社会中，企业间物流经常会跨越不同的地域，国际物流的地域跨度更大。物流系统通常采用存储的方式解决产需之间的时间矛盾，这一过程的时间跨度往往也很大。
物流系统的跨度越大，其管理方面的难度则越大，对信息的依赖程度也就越高。
无论规模多大的物流系统，都可以分解成若干个相互联系的子系统。这些子系统的多少和层次的阶数，是随着人们对物流系统的认识和研究的深入而不断扩充的。系统与子系统之间，子系统与子系统之间，存在着时间和空间上及资源利用方面的联系，也存在总目标、总费用及总运行结果等方面的相互联系，同时子系统又可以在物流管理目标与管理分工上自成体系，具有独立性。因此，物流系统不仅有多层次性，而且还具有多目标性。在对物流系统的分析与设计中，既要研究物流系统运行的全过程，也要对物流系统的某一环节加以分析。
物流系统一般联系多个企业与用户，随着需求、供应、渠道、价格的变化，系统内部的要素及系统的运行也经常发生变化。物流系统常受到社会生产、需求的广泛制约，所以物流系统必须是具有适应环境能力的、随环境变化而变化的动态系统。
物流系统的运行对象——物，可以是全部社会物资资源，资源的多样性带来了物流系统的复杂化。物资资源品种成千上万，从事物流活动的人员队伍庞大，物流系统内的物资占用大量的流动资金，物流网点遍及城乡各地。这些人、财、物资源的组织和合理利用，是一个非常复杂的问题。
在物流活动的全过程中，伴随着大量的物流信息，物流系统要通过这些信息把各个子系统有机地联系起来。收集、处理物流信息，并使之指导物流活动，也是一项复杂的工作。因此，在分析与设计物流系统时，要充分认识到物流系统的复杂性。
物流系统的总体目标是实现整体经济效益的最大化。但物流系统各要素存在非常强烈的“悖反”现象，这常称之为“二律悖反”或“效益悖反”现象。因此，在实际工作中很难将时间最短、服务质量最佳、物流成本最低这三个因素同时实现。例如，在存储子系统中，为了确保供应和促进生产，人们提出了多种提高存储库存和多种材料存储的方法。而为了加快资金周转和减少资金占用，人们又将建议降低库存要求。这些矛盾的问题在物流系统中很普遍，物流系统正是在这些矛盾中运行，并尽可能满足人们的要求。显然，在物流系统的分析和设计中，有必要建立一个多目标函数，并在多个目标中获得系统的整体最优效果。