雕塑家在进行创作时很多时候都会用到维、空间、重心、对称、几何对象和补集等数学概念。尤其是空间，它在雕塑家的工作中起着显著的作用。有些作品占有空间的方式简直同我们及其他生物一样。在这些作品中，重心是雕塑品内部的一点。这些雕塑品固定在地面上，它们占有空间的方式是我们感到舒服或习惯的。例如，《大卫》、《马背上的圣弗朗西斯》，这些作品的重心都是在雕塑品的内部。
当然，还有一些艺术雕塑并没有按传统方式对待空间和它的三个维。这类作品把空间用作自身的组成部分。因此重心可以是空间中一点而不是作品中的一点，例如野口勇的《红立方》就是如此。另外一些雕塑是依靠它们与空间的相互作用而来的，其周围的空间与雕塑品一样重要，或有着同等的地位。如卡尔·安德烈的《锌锌平原》，这座雕塑被放在一个没有任何其他雕塑或物件的房间内。作品由36个小正方形构成一个大正方形，平铺在地面上。房间用来代表空间，作品只是空间一点，因此这件作品被他描述为“空间一角”。
有些作品可以说是对重力的否定，如亚历山大·考尔德的汽车雕塑，它们的平衡和对称是非常精巧的。还有些作品在顶点处的平衡是不可思议的，甚至还有一些雕塑品如克里斯托的《奔跑的栅栏》把地球本身用作艺术和艺术寓意的组成部分。
艺术家在构思其作品时，往往需要从数学上对其性质进行理解，才能成为现实可能的作品。伦纳多·达·芬奇的大多数作品都是先经过数学分析然后进行创作的。如果M.C.埃舍尔当初没有从数学上对镶嵌图案思想和视错觉进行分析，那么他也就不能自在地进行创作，作品也不可能能够自在地完成。
今天，很多雕塑家们都会依靠数学思想来扩充人们的作品。例如托尼·罗宾利用对拟晶体几何、第四维几何和计算机科学的研究来发展和扩充他的艺术。罗纳德·戴尔·雷什在创作《复活节彩蛋》巨型雕塑时，不得不用直观、独创性、数学、计算机加上他的手来完成它。因此发现数学模型可以兼用作艺术模型，就不令人感到奇怪了。而这些模型有立方体、环面、多面体、半球、正方形、球形、三角形、角锥体、角柱体等。
欧几里得几何和拓扑学中的数学对象曾在很多艺术家的雕塑中都起过非常重要的作用。如野口勇、戴维·史密斯、亨利·穆尔等艺术家。
无论是什么样的雕塑，里面多少都会蕴藏着一些数学思维。虽然它们在设想和创造时可以不用数学思维，然而数学存在于艺术作品中，正像它存在于自然界万物中一样。