کامل­ترین مرجع طراحی سطوح و مهندسی معکوس به کمک نرم ­افزار CATIA در CAD و سایر نرم­ افزار­های گرافیکی برای توصیف پوسته المان­ های سه­ بعدی از مدل­سازی سطوح استفاده می­ شود. این مدل­سازی­ ها در طراحی بدنه خودرو، بدنه کشتی، گوشی­ های تلفن همراه و ... به کار می­ رود. مدل­سازی سطوح، در ابتدا توسط صنایع خودرو­سازی و هوا فضا توسعه یافت و امروزه در همه طراحی­ های مهندسی از کالا­های مصرفی تا تولید بدنه کشتی مورد استفاده قرار می­گیرد. مدل­سازی سطوح ابزاری پیشرفته برای تولید و تغییر هندسه المان­ها با انواع قیود، اتصالات و  پیوستگی­ ها فراهم می­ کند.

تعریف سطوح و منحنی­ های با شکل آزاد، هندسه و توپولوژی اشکال را در بر می­ گیرد. هندسه، شکل و موقعیت آن را در فضا تعریف می­ کند و با استفاده از اشیای ریاضی نظیر نقطه، بردار، زاویه و چند جمله­ ای­ ها تعیین می­ شود. توپولوژی سازگاری المان­ های هندسی نظیر اتصالات و جهت­ گیری­ ها را تعریف می­ کند و با استفاده از اشیای ریاضی نظیر رئوس، لبه­ ها و وجه­ ها تعیین می­ شود.