Arbre kdvignette|Partition d'un espace à trois dimensions pour la construction d'un arbre 3-d. En informatique, un arbre k-d (ou k-d tree, pour k-dimensional tree) est une structure de données de partition de l'espace permettant de stocker des points, et de faire des recherches (recherche par plage, plus proche voisin, etc.) plus rapidement qu'en parcourant linéairement le tableau de points. Les arbres k-d sont des cas particuliers d'arbres BSP (binary space partition trees).
Octreeright|thumb|240px|Des nœuds d'octree dépeints en tant que division d'un espace de couleur. Un octree est une structure de données de type arbre dans laquelle chaque nœud peut compter jusqu'à huit enfants. Les octrees sont le plus souvent utilisés pour partitionner un espace tridimensionnel en le subdivisant récursivement en huit octants. Quelques utilisations courantes des octrees : l'indexation spatiale la détection efficace de collision dans le cadre de la 3D l'élimination des objets hors du cône de vue dans le cadre d'un rendu 3D l'observateur d'état.
QuadtreeUn quadtree ou arbre quaternaire (arbre Q) est une structure de données de type arbre dans laquelle chaque nœud a quatre fils. Les quadtrees sont le plus souvent utilisés pour partitionner un espace bidimensionnel en le subdivisant récursivement en quatre nœuds. Les quadtrees sont l'analogie bidimensionnelle des octrees. Le nom est formé à partir de quad et de tree (arbre, en anglais). Chaque nœud d'un quadtree subdivise l'espace qu'il représente en quatre sous-espaces.
Partition binaire de l'espacethumb|Partition binaire de l'espace (haut) et arbre BSP correspondant (bas). L'espace contient des segments {A, B1, B2, C1, C2, D1, D2, D3}. Le nœud racine contient le segment A ; les deux sous-arbres correspondent aux zones de part et d'autre de A. thumb|Partition binaire d'un espace à trois dimensions pour la construction d'un arbre k-d. La partition binaire de l'espace (binary space partitioning ou BSP) est un système utilisé pour diviser l'espace en zones convexes.
Recherche des plus proches voisinsLa recherche des plus proches voisins, ou des k plus proches voisins, est un problème algorithmique classique. De façon informelle le problème consiste, étant donné un point à trouver, dans un ensemble d'autres points, quels sont les k plus proches. La recherche de voisinage est utilisée dans de nombreux domaines, tels la reconnaissance de formes, le clustering, l'approximation de fonctions, la prédiction de séries temporelles et même les algorithmes de compression (recherche d'un groupe de données le plus proche possible du groupe de données à compresser pour minimiser l'apport d'information).
Détection de collisionDans les simulations physiques, les jeux vidéo et la géométrie algorithmique, la détection de collision implique l'utilisation d'algorithmes pour tester les collisions (intersection de solides donnés), pour calculer des trajectoires, les dates d'impact et des points d'impact dans une simulation physique. right|thumb|Des billes de billard s'entrechoquant est un exemple typique du domaine de la détection de collision. Dans la simulation physique, on souhaite procéder à des expériences, comme jouer au billard.