拓扑学源自于对空间的一种“简化与保持特征”的思想，是数学、物理学、材料学等领域的重要分支。在物理学中，拓扑学被广泛运用于研究物理现象，成为当今研究领域中备受关注的一部分。
物理学家们发现，许多物理现象都和空间的形状变化有关。这种关系常常可以用数学中的“拓扑不变量”来描述，它们可以在形状变化下保持不变。拓扑不变量保持不变，使得研究物理现象的过程更加简单和直观。
拓扑学在研究新型材料的物理性质、理解凝聚态物质的量子行为、揭示物质的拓扑相变等方面起到了重要作用。在化学和生物学等学科中，拓扑学也得到了广泛应用。
