楕円幾何学
また平面においては二点を通る直線はただひとつだが、リーマン球面においては北極と南極のように球の中心に対して互いに対称の位置にある二点を通る直線はいくつも(無限個)存在する (実際は球面上の対照点は同一視するのである。これにより任意の二"直線"はただ一つの"点"で交わることになる)。
あるいは、リーマン球面は平面に無限遠点をただ一つだけ加えることによって実現される。このとき、平面上で互いに平行であった二つの直線は、曲面上に移されればやはり無限遠点において必ず交点を持ってしまうから、この意味でも確かに平行線が存在しなくなっていることがわかる。
射影平面について
リーマン球面とは異なり、(ユークリッド幾何学の意味で)平行な直線群ごとにそれぞれ異なる一つずつの無限遠点を追加した平面を考えることもできる。このような平面を射影平面といい、リーマン球面と同様に(たがいに平行な場合も含めて)二直線が必ず交わる幾何学が成立する。その体系を射影幾何学という。射影幾何学では長さの概念を用いないことが特徴的である。
楕円幾何学は、平行線公準あるいは平行線公理とも呼ばれるユークリッド原論における第5公準「任意の直線上にない一点を通る平行な直線がただ一本存在すること」に代わり、それを否定する公理を付け加え、その新たな平行線公理と無矛盾な体系として得られる幾何学である非ユークリッド幾何学の一つである。
楕円幾何学では、第5公準の代わるものとして「ある直線 L とその直線の外にある点 p が与えられたとき、p を通り L に平行な直線は存在しない」という平行線公理を要請し、さらに無矛盾性を得るために第2公準「有限の直線を連続的にまっすぐ延長すること」も同時に否定される。