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数与形作为描述事物的两个不同方面，有着各自的特点和优势。一般说来，用代数式进行表述和思维具有概括、可变、精确、深刻等优点；而用图形、图像进行表述和思维则具有直观、活泼、整体把握等优点。图形、图像能帮助我们建立起关于事物及其变化的生动图景，能为建立有关的数量关系提供形象支撑。而数量关系的运算和推导则使我们的思维沿着严密的逻辑轨道朝着纵深的方向推进，对形象的事物达到深入本质的认识。
数形结合思想方法，就是把事物的空间形式和数量关系结合起来进行考查，通过数与形之间的对应和转化来解决问题的思想方法。
数形结合思想的实质，是把抽象的数量关系和直观的图形图像相结合，使抽象思维与形象思维相结合，使它们优势互补，优化解决问题的途径，从而实现快速、简捷地解决问题的目的。“数与形，本是相依倚，焉能分作两边飞，数缺形时少直观，形少数时难入微。数形结合百般好，隔离分家万事休”。华罗庚的诗句，深刻地揭示了数形之间的辩证关系以及数形结合的重要性。
在数学发展史上，直角坐标系的出现给几何的研究带来了新的工具。直角坐标系与几何图形相结合，也就是把几何图形放在坐标平面上，使得几何图形上的每个点都可以用直角坐标系里的坐标（有序实数对）来表示，这样可以用代数的量化运算的方法来研究图形的性质，堪称数形结合的完美体现。
在解决或研究具体问题时，根据问题的性质不同，实现数形结合的途径也不同。对于以数量关系和抽象概念为主的问题，应有意识地寻找几何的方法或创造几何形象，实现抽象概念、数量关系与具体形象的联系、转化，使抽象的问题直观化、繁难的问题简捷化，这叫作“以形助数”。对于以几何关系为主的直观形象性问题，应有意识地寻找代数方法，建立图形中的数量关系，从而使形象问题精确化，笼统问题深刻化，这叫作“以数解形”。
以形助数，是利用图形的直观性和整体性，使我们对抽象的数量关系获得形象支撑，产生整体性的理解；以数解形，则是利用数量描述的精确性、数的推理的逻辑性，使我们对直观图形获得精确的认识，形成深刻的理解。
总之，数形结合思想指导我们在解决问题时，如果用代数方法遇到困难，那么要转而从几何角度着手，也许能找到解决问题的途径；如果用几何方法遇到困难，那么要转而从建立方程或函数式，通过解方程或函数分析的方法也许能找到解决问题的捷径。