المُثلَّث مُضلَّع مستوٍ محدَّب له ثلاث زوايا وثلاثة أضلاع، وهو من أبسط المُضلَّعات في الهندسة الرياضية. تُسمَّى زوايا المثلث أيضًا رؤوسًا، وهي نقاط صفرية الأبعاد، تصل بينها الأضلاع، التي تُسمَّى أيضًا وصلاتٍ، وهي قطع مستقيمة ثنائية البعد. لكل مُثلَّث ثلاث زوايا داخلية مجموعها دائمًا 180 درجة أو π راديان، يُكوِّن كل زاوية ضلعان متجاوران من أضلاع المثلَّث.
يُمكن وصف أي ضلع من أضلاع المثلث بأنه قاعدته، ويُسمَّى حينها الرأس الذي يقابلها بالقمة أو الذروة، وتُسمَّى أقصر قطعة مستقيمة يُمكن رسمها بين القمة والقاعدة بالارتفاع. مساحة أي مثلث نصف جُداء طول قاعدته بطول ارتفاعه.
تُصنَّف المُثلَّث حسب أطوال أضلاعها، مثلًا: مثلث متساوي الساقين أو مثلث متساوي الأضلاع، أو حسب مقاسات زواياها: مثلًا مثلث قائم الزاوية أو مثلث حاد الزوايا. يهتم حساب المثلثات بالعلاقات التي تربط زوايا المثلث بأطوال أضلاعه، وخاصةً الدوال المثلثية التي تربط بين أطوال أضلاع المثلث القائم زواياه.
لا يقتصر وجود المثلثات على الهندسة الإقليدية المستوية، فتظهر في الهندسة الفراغية عندما تُشكِّل وجوهًا لمتعددات وجوه مثل الهرم وثنائي الهرم، بل إن بعض متعددات الوجوه تُصنَّف على أساس وجوهها المثلثة، مثل دلتاويات الوجوه.
تظهر المثلثات في الهندسات غير الإقليدية المستوية، فالمُثلَّث الدائري مثلًا مثلث مستوٍ أضلاعه أقواس في دائرة، ومثاله مثلث رولو، ومن المثلثات غير الإقليدية المستوية أيضًا المُثلَّث الزائدي، وهو مثلث مرسوم على سطحٍ زائدي مثل السطح سرجي، ويتميز بأن مجموعة زواياه يقل عن 180 درجة.