Nút toán học đến từ một nhánh của toán học gọi là lý thuyết nút, chuyên nghiên cứu nút như những hình dạng thuần túy chứ không phải công cụ. Ở đây, nút là một vòng khép kín có hai đầu nối liền với nhau, nên có thể kéo giãn, xoắn và uốn thoải mái nhưng không bao giờ tháo được. Các nhà toán học đặt câu hỏi khi nào hai vòng dây rối thực chất là cùng một nút được ngụy trang và khi nào chúng thật sự khác nhau. Ví dụ đơn giản nhất không thể gỡ thành vòng tròn trơn là Nút ba lá, chỉ vắt chéo qua chính nó đúng ba lần. Nút ba lá còn có tính bất đối xứng gương (chiral), nghĩa là nó và ảnh phản chiếu của nó không bao giờ uốn được thành nhau, một khác biệt quan trọng vượt ra ngoài toán học, vì các phân tử và thậm chí chuỗi ADN cũng có thể bị thắt nút theo cách như vậy.