構造實體幾何是一種用于實體建模的技術。 構造實體幾許允許建模者通過使用布爾運算符組合更簡單的對象來創建復雜的表面或對象，通過組合一些原始對象可能生成視覺上復雜的對象。

在 3D 計算機圖形學和 CAD 中，CSG 通常用于程序建模。 CSG 也可以在多邊形網格上執行，并且可能是也可能不是程序和/或參數化的。

將 CSG 與多邊形網格建模和框建模進行對比。

用于表示的最簡單的實體對象稱為幾何圖元。 通常它們是簡單形狀的物體：長方體、圓柱體、棱柱體、棱錐體、球體、圓錐體。 允許的原語集受每個軟件包的限制。 一些軟件包允許在彎曲物體上使用 CSG，而其他軟件包則不允許。

一個對象是通過允許的操作從基元構造的，這些操作通常是對集合的布爾操作：聯合、交集和差異，以及這些集合的幾何變換。

原語通常可以通過接受一定數量參數的過程來描述； 例如，球體可以用其中心點的坐標和半徑值來描述。 這些基元可以使用如下操作組合成復合對象：

• UnionMerger 將兩個對象合并為一個對象
• 一個對象與另一個對象的差減法
• 兩個對象共有的IntersectionPortion

結合這些基本操作，可以從簡單的對象開始構建高度復雜的對象。

光線追蹤時，建設性實體幾何的渲染特別簡單。 光線追蹤器將一條光線與正在操作的兩個圖元相交，將運算符應用于沿一維光線的相交間隔，然后將沿光線距離相機最近的點作為結果。

構建實體幾何具有許多實際用途。 它用于需要簡單幾何對象或數學精度很重要的情況。幾乎所有工程 CAD 軟件包都使用 CSG（它可能用于表示工具切割和零件必須裝配在一起的特征）。

Quake 引擎和 Unreal 引擎都使用這個系統，Hammer（原生 Source 引擎關卡編輯器）和 Torque Game Engine/Torque Game Engine Advanced 也是如此。 CSG 很受歡迎，因為建模者可以使用一組相對簡單的對象來創建非常復雜的幾何體。 當 CSG 是程序化或參數化時，用戶可以通過更改對象的位置或更改用于組合這些對象的布爾運算來修改其復雜的幾何形狀。

CSG 的優點之一是如果所有的原始形狀都是水密的，它可以很容易地確保對象是實體的或水密的。 這對于某些制造或工程計算應用程序可能很重要。 相比之下，當基于邊界表示創建幾何時，需要額外的拓撲數據，或者必須執行一致性檢查以確保給定的邊界描述指定了有效的實體對象。

CSG 形狀的一個方便屬性是很容易將任意點分類為在 CSG 創建的形狀內部或外部。 該點簡單地根據所有底層基元進行分類，并對生成的布爾表達式進行求值。 對于某些應用程序（例如光線追蹤）來說，這是一個理想的質量。

由于 CSG 模型通過構造參數化，當涉及到以制造定制模型為目標的應用時，它們通常優于普通網格。 對于此類應用程序，將現有網格轉換為 CSG 樹可能很有趣。 這種自動將網格轉換為 CSG 樹的問題稱為逆 CSG。

生成的 CSG 樹需要在 3D 空間中占據與輸入網格相同的體積，同時具有最少數量的節點。 首選簡單的解決方案，以確保生成的模型易于編輯。解決這個問題是一項挑戰，因為必須探索的搜索空間很大。 它結合了原始形狀的維度和大小等連續參數，以及用于構建最終 CSG 樹的布爾運算符等離散參數。

演繹法通過建立一組描述幾何內部的半空間來解決這個問題。 這些半空間用于描述可以組合以獲得最終模型的圖元。

另一種方法將原始形狀的檢測與定義最終模型的 CSG 樹的計算分離。 這種方法利用現代程序綜合工具的能力來找到具有最小復雜性的 CSG 樹。