위상 최적화를 이해하기 위해서는 우선, 위상 최적화의 유일한 설계 변수인 요소의 형상 밀도가 무엇인지 이해해야 합니다. 형상밀도란, 재료가 공간상에 배치되는 것을 표현하기 위한 가상의 값으로, 재료가 배치되지 않아야 할 부분의 요소들은 밀도가 0(혹은 0 에 가까운 작은 값), 재료를 배치해야 하는 부분은 1 의 값을 가집니다. 따라서, 모든 요소에 대해서 형상밀도가 0~1 로 정해지면 전체적인 재료 분포 혹은 레이아웃이 결정됩니다.