Węzły matematyczne wywodzą się z działu matematyki zwanego teorią węzłów, który bada węzły jako czyste kształty, a nie narzędzia. Węzeł jest tu zamkniętą pętlą o połączonych końcach, więc można go dowolnie rozciągać, skręcać i zginać, ale nigdy rozwiązać. Matematycy pytają, kiedy dwie splątane pętle są w istocie tym samym węzłem w przebraniu, a kiedy są rzeczywiście różne. Najprostszym przykładem, którego nie da się rozplątać do zwykłego okręgu, jest węzeł koniczyna, który krzyżuje się ze sobą tylko trzy razy. Węzeł koniczyna jest przy tym chiralny, co znaczy, że jego i jego lustrzanego odbicia nie da się w siebie nawzajem przekształcić, a to rozróżnienie ma znaczenie daleko poza teorią węzłów, bo w ten sam sposób mogą być zawęźlone cząsteczki, a nawet nici DNA.