幾何建模是通過計算機表示、控制、分析和輸出幾何實體的一種技術，產品設計制造涉及到產品幾何形狀的描述、結構分析、工藝設計、加工仿真等方面的技術，其中幾何形狀的定義與描述是基礎。
為了讓計算機處理三維實體，就需要解決幾何建模問題，即以計算機能夠理解的方法，對實體進行確切的定義和數(shù)學描述，再以一定的數(shù)據(jù)結構形式在計算機內部構造這種描述，用以建立該實體的模型。幾何建模功能的水平標志了cad/cam系統(tǒng)的水平，它是cad/cam系統(tǒng)的關鍵技術。建模的過程依賴于計
算機的軟硬件環(huán)境、是面向產品的創(chuàng)造性過程。建模技術應滿足以下基本要求：
(1)建模系統(tǒng)應具備信息描述的完整性；
(2)建模技術應貫穿產品生命周期的整個過程 ；
(3)建模技術應為企業(yè)信息集成創(chuàng)造條件 。
幾何建模方法建立在對幾何信息、拓撲信息和特征信息處理的基礎上。幾何信息是實體在空間的形狀、尺寸和位置的描述；拓撲信息描述實體的點線面各分量的數(shù)目和相互之間的關系；特征信息包括實體的精度信息、材料信息等與加工有關的信息。根據(jù)對幾何信息、拓撲信息和特征信息處理方法的不同、幾何建?？梢苑譃榫€框建模、曲線建模、實體建模、特征建模等。
1、線框建模（wire frame modeling）
線框建模是利用基本線素來定義設計目標的棱線部分而構成的立體框架圖。線框建模生成的幾何模型是由一系列的直線、圓
弧、點及自由曲線組成，描述的是產品的輪廓外形。在計算機內部生成三維映像，還可實現(xiàn)視圖變換及空間尺寸的協(xié)調。
線框建模的優(yōu)點是：所需信息最少，數(shù)據(jù)運算簡單，所占存貯空間較小，硬件的要求不高，容易掌握，處理時間短。
線框建模的最大局限性在于幾何意義的二義性，即一個線框模型可能被解釋為若干個有效幾何體。體現(xiàn)在以下幾方面：
(1)結構體的空間定義缺乏嚴密性。
(2)拓撲關系缺乏有效性。
(3)描述的結構體無法進行消隱、干涉檢查、物性計算。
2、 表面建模（surface modeling）
表面模型的描述有兩種：一是基于線框模型擴充為表面模型，即將物體分解成組成物體的表面、
邊線和頂點，用頂點、邊線和表面的有限集合來表示和建立物體的計算機內部模型；另一種是通過對實體的各個表面或者曲面進行描述而構成實體模型的建模方法，用面來定義一個物體，并能精確確定物體表面上任意一個點的x、y、z坐標值。
表面建模的優(yōu)點是：(1)表達零件表面和邊界定義的數(shù)據(jù)信息，有助于對零件進行渲染等處理，
有助于系統(tǒng)直接提取有關面的信息生成數(shù)控加工指令，因此，大多數(shù)cad/cam系統(tǒng)中都具備曲面建模的功能。(2)在物體性能計算方面，表面建模中面信息的存在有助于對物性方面與面積有關的特征計算，
同時對于封閉的零件來說，采用掃描等方法也可實現(xiàn)對零件進行與體積等物理性能有關的特征計算。(3)表面建模方式生成的零部件及產品可分割成板、殼單元形式的有限元網(wǎng)格
。
缺點：曲面建模事實上是以蒙面的方式構造零件形體，因此容易在零件建模中漏掉某個甚至某些面的處理，這就是常的“丟面”。同時依靠蒙面的方法把零件的各個面
貼上去，往往會在兩個面相交處出現(xiàn)缺陷，如重疊或間隙，不能保證零件的建模精度。所以曲面建模并不宜用于表示機械零件的一般方法。
3、實體建模（solid modeling）
實體建模是定義一些基本體素，通過基本體素的集合運算或變形操作生成復雜形體的一 種建模技
術，其特點在于三維立體的表面與其實體同時生成。由于實體建模能夠定義三維物體的內部結構形狀 ， 因此能完整地描述物體的所有幾何信息和拓撲信息， 包括物體的體、
面、 邊和頂點的信息。
實體建模主要包括兩部分，即體素的定義及描述和體素的運算（并、交、差）。 按照物體生成的方法不同，
實體建模方法可分為體素法、掃描法（實際就是體素法）等幾種 。
實體建模的優(yōu)點：
(1)可以提供實 體完整的信息；
(2)可以實現(xiàn)對可見邊的判斷具有消隱的功能；
(3)能順利實現(xiàn)剖切、有限元網(wǎng) 格劃分、直到nc刀具軌跡的生成。
4、 特征建模（feature modeling）
幾何模型只是物體幾何數(shù)據(jù)及拓撲關系的描述，無明顯的功能、結構和工程含義，
因而促進了特征建模技術的發(fā)展。
特征是構造零件的最基本要素，它能以較高的抽象級別和不需要解釋的方式來標示物體模型。它既表示了零件的幾何信息，又反映了零件與制造有關的信息。例如，對孔的設計，實體造型系統(tǒng)常采用圓柱體與某個實體進行邏輯運算來實現(xiàn)，計算機僅僅知道哪些部分沒有材料而已，并不能辨別哪是孔。對于特征造型系統(tǒng)，孔是一個特征，具有直徑、長度、公差、表面粗糙度、位置等屬性，并包含了基準、裝配的信息。
每一個特征基本上對應一組加工制造方法。特征的概念使設計人員和工藝人員對同一特征都有相同的理解。因此，基于特征的設計更適合cad和cam的集成。