繪畫與數學分屬於藝術和科學兩個不同的領域，而藝術和科學常被人們看成是文化的兩個“極點”，代表著兩種不同的智慧結晶，但它們之間並不存在嚴格的界限。意大利文藝復興時期的繪畫巨匠列奧納多·達·芬奇認為:“一門真科學必須具備兩個條件：一、以感性經驗為基礎；二、能象數學一樣嚴密論證。”他認為繪畫是最有用的科學，而繪畫與數學的關係古往今來也一直為人們所津津樂道。
美術的發展同數學一樣具有悠久的歷史。在古代埃及時期，不論平面作品還是立體作品，人物的風格總是神聖不可侵犯，這是因為在雕塑或描繪人物時，創作者運用了標準的幾何格子來確定作品的嚴謹性。而拜占庭時期的藝術創作實踐中，則採用了另一個獨特的測量體系，即“拜占庭同心圓圖解法”，3個同心圓形成了一個光環，這是一種代數性或數學性的測量體系，用一個固定的張開兩腳的圓規，在畫面上組裝每個人物，由於使用了這種“構造性”，便使得作品具有靈活性和生動性。因此，不論是幾何格子的使用，還是拜占庭同心圓圖解法，都有數學原理的體現。
事實上，許多繪畫大師在入門時，都具備了大量數學知識基礎。達·芬奇14歲左右隨父親到佛羅倫薩，師從畫家和雕塑家委羅基奧。委羅基奧的畫室熱心於透視學和解剖學的研究，以科學的理論和實驗方法對待繪畫藝術，他的畫坊成為勞動、藝術與科學相結合的場所，在這樣優越的條件下，少年達·芬奇的才能得以迅速發展。
繪畫發展到現在，塞尚、畢加索、勃拉克、蒙德里安等諸多大師的作品裡面都有大量幾何圖形。繪畫的思維、精神、基本成分及觀察方法等，都與數學密不可分，繪畫中的數學基礎也更能使畫家展現他們的“藝術意圖”。
數學與藝術在其深層結構上有著許多共同的地方，也有著許多巧妙的聯繫。公元前六世紀是畢達哥拉斯學派盛行的時代。畢達哥拉斯的學生多數是數學家，他們用自然科學的觀點來考察美學問題，認為美就是和諧。他們把數看作是世界萬物的本源，並把數與和諧的原則用於藝術，認為藝術也必須藉助於數的關係。數學家和畫家們所思考和解決的問題，都具有美的共性——對稱與平衡、比例與尺度、節奏與韻律。例如，達·芬奇完美的藝術代表作《最後的晚餐》便充分體現了數學與繪畫的天然聯繫，這幅名畫利用了優美的比例，即黃金分割比。由此可見，完美的藝術創造離不開完美的數學關係。
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