Les mathématiques sont généralement impliquées dans la conception de jeux vidéo lorsqu'un jeu vidéo dispose d'un moteur physique ou traite de statistiques et de probabilités. Les mathématiques sont également impliquées dans la conception visuelle et graphique d'un jeu.
Certains jeux de tir à la première personne ou de course ont une physique complexe et réaliste connue sous le nom de moteur du jeu. Dans les jeux modernes, les mathématiques doivent être complexes pour donner à un jeu une impression d'authenticité. Déterminer la trajectoire d'une balle ou le mouvement d'une voiture sur une piste de course est un exercice purement mathématique. Faire correspondre les mécanismes de la physique du monde réel au monde du jeu nécessite des connaissances mathématiques et des calculs.
Les mathématiques sont également un élément essentiel des graphismes de jeux vidéo. Un monde de jeu et les choses qu'il contient sont composés de polygones, et la conception de moyens pour que ces polygones interagissent les uns avec les autres est un travail complexe nécessitant beaucoup de mathématiques. La géométrie est particulièrement importante pour cette raison car la connaissance des plans, des vecteurs et des angles est essentielle.
L'une des manières les plus complexes dont les mathématiques sont impliquées dans la conception de jeux vidéo est la probabilité, car de nombreux jeux sont fortement basés sur le hasard. Certains ont des caractéristiques de type jeu et doivent avoir des bases statistiques complexes pour les rendre convaincants et agréables à jouer. La programmation informatique est une entreprise mathématique et la programmation de jeux vidéo augmente le besoin pour le créateur d'avoir une base mathématique solide.
