Les nœuds mathématiques viennent d'une branche des mathématiques appelée théorie des nœuds, qui étudie les nœuds comme des formes pures plutôt que comme des outils. Un nœud y est une boucle fermée dont les extrémités sont jointes. On peut donc l'étirer, la tordre et la plier librement, mais jamais la dénouer. Les mathématiciens cherchent à savoir quand deux boucles emmêlées sont en réalité le même nœud déguisé et quand elles sont véritablement différentes. L'exemple le plus simple qui ne peut pas se démêler en un cercle ordinaire est le nœud de trèfle, qui ne se croise que trois fois. Le nœud de trèfle est aussi chiral, c'est-à-dire que lui et son image miroir ne peuvent jamais être déformés l'un en l'autre, une distinction qui compte bien au-delà des mathématiques, puisque des molécules et même des brins d'ADN peuvent être noués de la même manière.
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