Toán học thường liên quan đến việc thiết kế trò chơi điện tử khi trò chơi điện tử có công cụ vật lý hoặc liên quan đến thống kê và xác suất. Toán học cũng tham gia vào thiết kế hình ảnh và đồ họa của trò chơi.
Một số trò chơi bắn súng góc nhìn thứ nhất hoặc trò chơi đua xe, có vật lý thực tế và phức tạp được gọi là động cơ của trò chơi. Trong các trò chơi hiện đại, phép toán phải phức tạp để mang lại cảm giác chân thực cho trò chơi. Xác định đường đi của viên đạn hoặc chuyển động của ô tô trên đường đua là một bài tập thuần túy toán học. Việc lập bản đồ cơ học của vật lý trong thế giới thực với thế giới trò chơi đòi hỏi kiến thức toán học và tính toán.
Toán học cũng là một thành phần quan trọng của đồ họa trò chơi điện tử. Một thế giới trò chơi và những thứ bên trong nó bao gồm các đa giác, và việc thiết kế các cách để các đa giác này tương tác với nhau là một công việc phức tạp đòi hỏi rất nhiều phép toán. Hình học đặc biệt quan trọng vì lý do này vì kiến thức về mặt phẳng, vectơ và góc là rất cần thiết.
Một trong những cách phức tạp nhất mà toán học liên quan đến thiết kế trò chơi điện tử là tính xác suất, vì nhiều trò chơi chủ yếu dựa trên cơ hội. Một số có các tính năng kiểu cờ bạc và cần phải có cơ sở thống kê phức tạp để làm cho chúng trở nên hấp dẫn và thú vị khi chơi. Lập trình máy tính là một doanh nghiệp toán học và lập trình trò chơi điện tử làm tăng nhu cầu người sáng tạo phải có cơ sở toán học vững vàng.
