Математическими элементами карт являются: масштаб, проек­ция, разграфка и рамки карты, а также опорные пункты. Эти элементы являются математической основой карты.

Математические элементы включают:
а) масштаб карты;
б) картографическую сетку;
в) рамку карты;
г) опорные пункты.
Масштаб каты может иметь три следующих вида: числовой, графический (линейный) и пояснительную подпись (натуральный масштаб). Числовой масштаб обычно выражают так: 1 : 1 000 000 или 1/1 000 000. 
Обычно под линейным масштабом помещают пояснительную подпись. Пояснительная подпись указывает сколько метров или километров на местности соответствует одному сантиметру на карте. Например, «в 1 сантиметре 500 метров». Наименьшее деление линейного масштаба называется точностью масштаба.
На топографических картах масштабом можно пользоваться во всех частях карты, на географических – только на картах небольших территорий.
На географических картах масштаб является переменным и сохраняется только по каким-нибудь линиям на карте. Например, по всем меридианам или по всем параллелям, или только по двум параллелям, или только по экватору.
Часто масштаб сохраняется только в одной точке карты, т.е. он имеет лишь ориентировочное значение.
Карта одной и той же территории может быть составлена в разных масштабах. От масштаба карты зависит степень подробностей, с которой можно нанести географические элементы. Например, на картах крупного масштаба весьма подробно изображаются населенные пункты, рельеф и гидрографическая сеть, на картах мелкого масштаба все это изображается в обобщенном виде.
Если, например, на карте крупного масштаба в населенном пункте изображаются улицы, переулки и отдельные здания, то на карте мелкого масштаба тот же населенный пункт может быть показан в обобщенном виде или даже кружком.
Степень подробности изображения географических элементов зависит не только от масштаба карты, но и от назначения карты. Так, например, на топографических основах (картах) для геологических карт подробно изображаются рельеф и гидрография, а населенные пункты, дороги и растительный покров даются в весьма обобщенном виде.
Картографическая сетка представляет собой изображение градусной сетки Земли на географической карте. Вид сетки зависит от того, в какой проекции составлена карта.
Картографическая сетка служит для переноса географических элементов с топографической карты на географическую.
Рамкой карты называются одна или несколько линий, ограничивающих карту. 
К опорным пунктам относятся: астрономические пункты, тригонометрические пункты или пункты триангуляции, пункты полигонометрии и марки нивелирования.
Опорные пункты служат геодезической основой для съемки и составления топографических карт