Một số định lý nổi tiếng có liên quan đến tam giác là:

1. Định lý Pythagoras: Trong một tam giác vuông, bình phương cạnh huyền bằng tổng bình phương của hai cạnh góc vuông. Được viết bởi hệ thức: a2 = b2 + c2
2. Định lý Apollonius: Với một tam giác ABC, và AD là đường trung tuyến ta có hệ thức: AB2 + AC2 = 2(AD2 +BD2)
3. Định lý Stewart: Gọi a, b, và c là độ dài các cạnh của một tam giác. Gọi d là độ dài của đoạn thẳng nối từ một đỉnh của tam giác với điểm nằm trên cạnh (ở đây là cạnh có độ dài là a) đối diện với đỉnh đó. Đoạn thẳng này chia cạnh a thành hai đoạn có độ dài m và n, định lý Stewart sẽ có hệ thức: b2m + c2n = a(d2 +mn)
4. Định lý Thales: Có một đường thẳng cắt hai cạnh của một tam giác và song song với cạnh còn lại thì sẽ xuất hiện những cặp đoạn thẳng tỉ lệ trên hai cạnh được cắt đó.