La théorie des graphes étudie alors les nombreuses propriétés de ces représentations.
Il s'agit de l'existence de chemins les plus courts, les chemins les moins coûteux, le nombre d'intersections dans le plan, les problèmes de coloriage, les cycles particuliers, etc.
L'histoire de la théorie des graphes débute avec les travaux d'Euler sur le problème devenu célèbre des ponts de Königsberg (Sachs, 1988).
Modélisation d'un réseau routier
Les graphes sont abondament utilisés par les logiciels de cartographie : Les sommets représentent les villes et les arêtes sont les routes qui les relient.
Certaines routes peuvent être à sens unique : on utilisera alors des arêtes orientées.