研究空间组织总是在其截面图象或是在其投影图象上进行的，前者是不透明的材料的截面的光学显微镜图像，后者包括透明物体的薄片光学显微镜图像、薄膜电子显微镜图像、断口的投影图像等。通常通过观察分析这些图像来推断空间组织的真实情况。很容易想象这个过程的困难性。例如，在截面上看到某种组织的断面轮廓是一个圆，我们不能断定空间中的组织究竟是球、是圆柱还是椭圆;又例如，空间球形组织在截面上的断面虽然是一个圆，但是，有一点是清楚的:在绝大多数情况下，断面圆的直径小于真实球的直径。我们很难简单地判定空间球的直径有多大。对于投影图像，由于空间组织被切片(或薄膜)梁断面截短以及切片(或薄膜)中组织在投影方向的互相重叠等原因，问题会更为复杂化。由于对这些问题缺乏认识，有一些人，甚至有一些教科书中往往因为对截面(或投影图象)的错误解释而使得所表达的空间组织不符合实际情况。

很明显，我们无法只依靠对任何一个物体的单一截面所得的断面轮廓来对这个物体空间形状做出任何有价值的判断。但是，如果对这个物体作相当多的随机截面(包括二维的截面和一维的截线)，我们可以依靠在这些截面上所得的信息作出对这个物体空间无限多个连续截面，就可能得出比较全面和正确的判断，根据这些资料还有可能作出三维图形。这就是所谓"三维重建"的问题。同样，我们也无法依靠物体的单个投影图来对物体的空间形状做出任何有价值的判断。如果依据这个物体在很多方向的投影图，则可能作出有一定价值的判断。由此可见，体视学理论是建立在统计基础上的。一个基本的问题是:若以某种方式切割物体时，物体由于切割所获得的某种断面轮廓出现的概率是多少?这是贯穿整个体视学的基本问题。所以，体视学是建立在统计数学、几何概率、瞿弦和曲面理论、微分几何等学科的基础上的。