设计造型的形式要素，本身具有一定的数学性质，数学是反映现实世界的数量关系和空间形式的一种工具，从不同的数学性质可将造型的形式要素划分为算术质的，几何质和拓朴质的三类，它们反映出不同性的数量关系和空间结构，自述是以整数或小数为基础进行量的量度和四则运算的学科，具有算术质的造型要素包括比例、节奏和韵律，这是最简单又是最基本的要素，几何是有关图形变换的学科，构成几何关系的造型形式要素包括景深、位置关系如垂直、水平或倾斜关系等，它们表现出形体的尺寸和角度关系，拓朴学是研究几何图形在连续变形下保持不变性质的学科，它由研究图形的伸缩和扭曲变形关系发展到研究各种连续性现象，包括与第度、角度无关的整个结构特征，如同胚部题或纽结问题等，这种涉及整体结构的拓朴质包括造型的多样性、立体感以及具有形式秩序的结构。
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