La matematica è il fondamento dell'architettura. La relazione tra matematica e architettura risale ai primi esempi di costruzione di strutture funzionali dell'uomo. Nelle antiche società bizantine, egiziane, greche, islamiche e romane, i matematici erano architetti e gli architetti erano matematici. I matematici furono chiamati quando grandi strutture come piramidi, stadi, templi, ziggurat e progetti di irrigazione dovevano essere progettati e costruiti.
Senza la matematica in nessuna epoca storica, le strutture mancherebbero di integrità. Affinché un edificio abbia forza e stabilità, deve avere angoli precisi, lunghezze delle pareti e misure del tetto.
L'estetica architettonica o la bellezza dipendono in gran parte dalla matematica. Architetti come Louis Sullivan hanno aggiunto disegni ornamentali agli edifici per migliorare la loro bellezza. Tali progetti utilizzavano simmetria, forme geometriche, frattali e altri modelli di carta da parati che derivano dalla matematica.
Gli architetti contemporanei utilizzano software per computer progettati specificamente per l'architettura che comprende derivate parziali, integrali multipli e sistemi di equazioni differenziali. Questo tipo di matematica è anche utile per aggiungere volume alle stanze in base a vincoli specifici o per massimizzare la quantità di luce solare che entra in una stanza. Tali principi e formule matematiche consentono agli architetti di far apparire le stanze e gli edifici e di percepire in qualche modo i loro occupanti. Questi principi forniscono inoltre un'architettura utile e consentono all'architetto di assicurarsi che lo scopo dell'edificio sia evidente.
