Đường thẳng trong không gian là tập hợp các điểm liên tiếp và không có đầu cuối. Bất kỳ hai điểm nào trên đường thẳng đều có thể nối được với nhau bằng một đoạn thẳng. Đường thẳng có thể xoay quanh bất kỳ điểm nào trên nó và dịch chuyển song song với chính nó. Hai đường thẳng song song sẽ không bao giờ cắt nhau, trong khi hai đường thẳng khác nhau sẽ cắt nhau tại một điểm duy nhất. Góc giữa hai đường thẳng cắt nhau bằng nhau với góc bù và góc nội. Những tính chất này là cực kỳ quan trọng trong nghiên cứu và ứng dụng của đường thẳng trong không gian.

Đường thẳng trong không gian được định nghĩa là tập hợp các điểm liên tục không có khúc quanh. Chúng được phân thành hai loại: đường thẳng song song và đường thẳng cắt nhau. Đường thẳng song song là hai đường thẳng nằm trên cùng một mặt phẳng và có cùng hướng, trong khi đường thẳng cắt nhau là hai đường thẳng nằm trên hai mặt phẳng khác nhau và giao nhau tại một điểm. Phân biệt đường thẳng song song và đường thẳng cắt nhau là rất quan trọng trong hình học không gian và trong các bài toán hình học và khoa học kỹ thuật.

Góc giữa hai đường thẳng là tính chất cơ bản của đường thẳng trong không gian. Khi hai đường thẳng cắt nhau, ta có hai loại góc giữa chúng là góc bù và góc nội. Góc bù có giá trị bằng 180 độ trừ đi góc nội tại của hai góc kề nhau trên hai đường thẳng đó, trong khi góc nội nằm giữa hai góc kề nhau trên hai đường thẳng đó. Tính chất này rất quan trọng trong toán học và ứng dụng rộng rãi trong đời sống hàng ngày, chẳng hạn như trong thiết kế đồ họa để tạo ra hình ảnh 3D đẹp và chân thực.

Tính chất chéo của hai đường thẳng là khái niệm cơ bản trong hình học không gian. Đường thẳng song song không có tính chất chéo, còn đường thẳng chéo có tính chất chéo và cắt nhau tại điểm chéo. Điểm chéo là điểm cắt của hai đường thẳng chéo. Tính chất chéo được sử dụng để xác định vị trí của đường thẳng trong không gian và có vai trò quan trọng trong giải các bài toán hình học không gian.

Mặt phẳng trong không gian là tập hợp các điểm thỏa mãn đều kiện là cùng nằm trên một đường thẳng. Cách xác định mặt phẳng là sử dụng ba điểm không thẳng hàng. Nắm vững khái niệm mặt phẳng là rất quan trọng trong các bài toán hình học phức tạp, đặc biệt là trong không gian ba chiều.

Mặt phẳng trong không gian ba chiều được xác định bởi một phương trình tuyến tính ax + by + cz + d = 0, với a, b, c, d là các hằng số. Các mặt phẳng có tính chất khác nhau và có thể được phân biệt bằng cách xác định vector pháp tuyến của chúng. Hai mặt phẳng được xem là song song nếu chúng có cùng vector pháp tuyến, cắt nhau nếu chúng không song song và giao nhau tại một đường thẳng, và vuông góc nếu vector pháp tuyến của chúng vuông góc với nhau. Để phân biệt các mặt phẳng, các công cụ hình học như đồ thị hay mô hình đồ họa có thể được sử dụng. Việc phân biệt các mặt phẳng này rất quan trọng trong giải các bài toán liên quan đến hình học không gian, đặc biệt là trong các bài toán về đường thẳng và mặt phẳng.

Tính chất góc giữa hai mặt phẳng là khái niệm quan trọng trong hình học không gian. Góc giữa hai mặt phẳng được định nghĩa là góc giữa hai đường thẳng vuông góc với hai mặt phẳng đó. Cách tính toán góc giữa hai mặt phẳng phụ thuộc vào cách định hướng của chúng. Tính chất này rất quan trọng trong các bài toán liên quan đến phép chiếu và đối xứng trong không gian.

Tính chất chéo của hai mặt phẳng là khi hai mặt phẳng không vuông góc với nhau nhưng lại cắt nhau tạo thành một đường chéo. Góc chéo của hai mặt phẳng này sẽ bằng góc mà đường chéo giao với mỗi mặt phẳng. Nếu hai mặt phẳng là song song thì góc chéo sẽ bằng 0 độ, trong khi đó nếu hai mặt phẳng vuông góc với nhau thì góc chéo sẽ bằng 90 độ. Ví dụ: hai mặt phẳng xy và xz cắt nhau tạo thành đường chéo AB, nếu đường AB tạo với mặt phẳng xy một góc là 30 độ và tạo với mặt phẳng xz một góc là 60 độ thì góc chéo của hai mặt phẳng A và B sẽ bằng 30 độ.