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(shù)，產(chǎn)品設計制造涉及到產(chǎn)品幾何形狀的描述、結(jié)構(gòu)分析、工藝設計、加工仿真等方面的技術(shù)，其中幾何形狀的定義與描述是基礎(chǔ)。
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(jié)構(gòu)形式在計算機內(nèi)部構(gòu)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(guān)鍵技術(shù)。建模的過程依賴于計
算機的軟硬件環(huán)境、是面向產(chǎn)品的創(chuàng)造性過程。建模技術(shù)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(shù)應貫穿產(chǎn)品生命周期的整個過程 ；
(3)建模技術(shù)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(chǔ)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(guān)系；特征信息包括實體的精度信息、材料信息等與加工有關(guān)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(gòu)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(chǎn)品的輪廓外形。在計算機內(nèi)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(diào)。
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(jié)構(gòu)體的空間定義缺乏嚴密性。
(2)拓撲關(guān)系缺乏有效性。
(3)描述的結(jié)構(gòu)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(nèi)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(gòu)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(guān)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(guān)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(guān)的特征計算。(3)表面建模方式生成的零部件及產(chǎn)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(gòu)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(shù)，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(nèi)部結(jié)構(gòu)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(guān)系的描述，無明顯的功能、結(jié)構(gòu)和工程含義，
因而促進了特征建模技術(shù)的發(fā)展。
特征是構(gòu)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(guān)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。