Mathematisch lassen sich Projektionen ähnlich handhaben wie Transformationen. Sie können durch Matrizen beschrieben werden, die auf die Punkte angewendet werden.

Zunächst zur Parallel-Projektion:
Zur Vereinfachung nimmt man zunächst an, die Projektionsebene wäre die xy-Ebene. Die Projektion erfolgt dann einfach durch Weglassen der z-Koordinaten der Punkte. Die Projektionsmatrix lautet also:

Auch bei der perspektivischen Projektion geht man erst von einem einfachen Fall aus:
Die Projektionsebene sei parallel zur xy-Ebene mit der Entfernung d zum Ursprung. Betrachtet man den Punkt P, so kann man folgende Verhältnisse aus dieser Zeichnung ablesen:

Schreibt man diese als Matrix, erhält man:

Liegt die Projektionsebene nicht so speziell wie bei diesen Vereinfachungen, erhält man die Projektionsmatrix durch eine Kombination von Transformationen (die die Ebene in die vereinfachte Lage bringen) und Projektion. Das Verfahren ist analog zu der Kombination von Transformationen.