Het begrip 'patroon' is een heel breed begrip dat staat voor een mogelijke manier om het platte vlak te bedekken met tegeltjes of motiefjes. Een belangrijk kenmerk van een patroon is dat als je een deel van het patroon ziet, je vaak al precies weet hoe je het patroon in alle richtingen kunt uitbreiden. In de tekening hiernaast is dat slechts voor een deel het geval: bovenaan kun je het uitbreiden met blauwe en bruine vormpjes waarvan de punten van de blauwe steeds naar rechtsboven wijzen, en die van de bruine naar linksonder. Echter, naar beneden toe wordt deze regelmaat gebroken, en erger: er ontstaan openingen in de betegeling. Er 'zit' dus een patroon in dit werk, maar het is niet een patroon doordat de regelmaat is verbroken.
Met 'meetkundig patroon' wordt bedoeld dat het patroon is opgebouwd uit meetkundige figuren, bijvoorbeeld vliegers, ruiten, regelmatige veelhoeken, regelmatige sterren of andervormige veelhoeken. Maar ook tegeltjes met randen die een deel van een cirkel vormen (of van een ellips of een andere kegelsnede) kunnen voorkomen in een meetkundig patroon. Het begrip 'meetkundig' is tamelijk vaag; sommigen zullen bijvoorbeeld veel tekeningen van M.C. Escher meetkundig noemen, bijvoorbeeld omdat de opbouw ervan gebruik maakt van wiskundige roosters, anderen echter niet, omdat er bijvoorbeeld vogelfiguren in voorkomen. Zelf kies ik voor een ruime interpretatie van dit begrip.
In de zuivere wiskunde hebben patronen een verband met groepentheorie: Elk patrooon heeft bepaalde symmetrie-eigenschappen en behoort daarmee tot een zekere groep.
Tot rond 1970 werd aangenomen dat er 17 typen regelmatige patronen zijn te onderscheiden, dit zijn de 17 zogenaamde behanggroepen (wallpaper groups, ook wel kristallografische groep), die elk hun eigen kenmerkende draai-, (schuif-)spiegel- en/of translatiesymmetrie hebben.
Rond 1970 ontdekte men een ander type betegelingen. Deze worden a-periodieke betegelingen genoemd. Deze benaming is tamelijk misleidend want de betegelingen zijn absoluut niet chaotisch, maar hebben een ander type periodiciteit dan de betegelingen die tot de behanggroepen gerekend worden.
Islamitische meetkundige patronen vormen een meetkundig zeer interessante categorie. Er zijn talloze ontwerpen die getuigen van groot vernuft. Er was dan ook een hoogontwikkelde ontwerptraditie vanaf de achtste eeuw tot in de zestiende eeuw. Ze kunnen vrijwel allemaal worden ondergebracht bij de 17 behanggroepen. Deze behanggroepen schieten echter te kort als het gaat om een goede categorisering van de ontwerpen. Daarom ontwikkelde ik het begrip 'lokale symmetrie'. Dit begrip biedt de mogelijkheid om patronen die tot eenzelfde behanggroep behoren verder onder te verdelen.