Toán học là nền tảng của kiến trúc. Mối quan hệ giữa toán học và kiến trúc có từ những ví dụ sớm nhất về việc xây dựng cấu trúc chức năng của con người. Trong các xã hội cổ đại Byzantine, Ai Cập, Hy Lạp, Hồi giáo và La Mã, nhà toán học là kiến trúc sư, và kiến trúc sư là nhà toán học. Các nhà toán học được kêu gọi khi các công trình kiến trúc vĩ đại như kim tự tháp, stadia, đền thờ, ziggurat và các dự án thủy lợi được thiết kế và xây dựng.
Không có toán học trong bất kỳ kỷ nguyên lịch sử nào, các cấu trúc sẽ thiếu tính toàn vẹn. Để một tòa nhà có độ bền và độ ổn định, tòa nhà đó phải có các góc, chiều dài tường và số đo mái chính xác.
Thẩm mỹ hay vẻ đẹp kiến trúc phần lớn phụ thuộc vào toán học. Các kiến trúc sư như Louis Sullivan đã thêm các thiết kế trang trí vào các tòa nhà để tăng vẻ đẹp của chúng. Những thiết kế như vậy sử dụng tính đối xứng, hình dạng hình học, hình chữ thập phân và các kiểu hình nền khác bắt nguồn từ toán học.
Các kiến trúc sư đương đại sử dụng phần mềm máy tính được thiết kế đặc biệt cho kiến trúc liên quan đến đạo hàm riêng, nhiều tích phân và hệ phương trình vi phân. Loại toán học này cũng hữu ích trong việc thêm thể tích cho các phòng theo các ràng buộc cụ thể hoặc tối đa hóa lượng ánh sáng mặt trời chiếu vào phòng. Các nguyên tắc và công thức toán học như vậy cho phép các kiến trúc sư làm cho các căn phòng và tòa nhà xuất hiện và mang lại cảm giác nhất định cho những người cư ngụ của họ. Những nguyên tắc này cũng cung cấp cho kiến trúc sự tiện ích và cho phép kiến trúc sư đảm bảo rằng mục đích của tòa nhà là rõ ràng.
