Случайный граф — общий термин для обозначения вероятностного распределения графов. Случайные графы можно описать просто распределением вероятности или случайным процессом, создающим эти графы. Теория случайных графов находится на стыке теории графов и теории вероятностей. С математической точки зрения случайные графы необходимы для ответа на вопрос о свойствах типичных графов. Случайные графы нашли практическое применение во всех областях, где нужно смоделировать сложные сети — известно большое число случайных моделей графов, отражающих разнообразные типы сложных сетей в различных областях. В математическом контексте термин случайный граф означает почти всегда модель случайных графов Эрдёша — Реньи. В других контекстах любая модель графов означает случайный граф.
Раскраска графа — теоретико-графовая конструкция, частный случай разметки графа. При раскраске элементам графа ставятся в соответствие метки с учётом определённых ограничений; эти метки традиционно называются «цветами». В простейшем случае такой способ окраски вершин графа, при котором любым двум смежным вершинам соответствуют разные цвета, называется раскраской вершин. Аналогично раскраска рёбер присваивает цвет каждому ребру так, чтобы любые два смежных ребра имели разные цвета. Наконец, раскраска областей планарного графа назначает цвет каждой области, так, что каждые две области, имеющие общую границу, не могут иметь одинаковый цвет.
Граф Петерсена — неориентированный граф с 10 вершинами и 15 рёбрами; достаточно простой граф, используемый в качестве примера и контрпримера для многих задач в теории графов.
Хроматический многочлен — многочлен, изучаемый в алгебраической теории графов, представляющий число раскрасок графа как функцию от числа цветов. Первоначально определён Джорджем Биркгофов для попытки решения на проблемы четырёх красок. Обобщен и систематически изучен Хасслером Уитни, Татт обобщил хроматический многочлен до многочлена Татта, связав его с моделью Поттса статистической физики.
В теории графов рёберным графом L(G) неориентированного графа G называется граф L(G), представляющий соседство рёбер графа G.
В теории графов графом без клешней называется граф, который не содержит порождённых подграфов, изоморфных K1,3 (клешней).
В теории графов графом Шлефли называется 16-регулярный ненаправленный граф с 27 вершинами и 216 рёбрами. Граф назван в честь Людвига Шлефли. Это сильно регулярный граф с параметрами srg(27, 16, 10, 8).
Граф Грёча — граф без треугольников с 11 вершинами, 20 рёбрами, хроматическим числом 4 и числом скрещиваний 5. Граф назван в честь немецкого математика Герберта Грёча и он демонстрирует необходимость предположения планарности в теореме Грёча, которая утверждает, что любой планарный граф без треугольников можно раскрасить в 3 цвета. Граф Грёча является членом бесконечной последовательности графов без треугольников, в которой каждый граф является мычельскианом предыдущего графа, начиная с нуль-графа. Эта последовательность графов была использована Мыцельским, чтобы показать, что существуют графы без треугольников с произвольно большим хроматическим числом. По этой причине иногда граф Грёча называют графом Мыцельского или Мыцельского-Грёча. В отличие от других, более поздних графов в последовательности, граф Грёча является наименьшим графом без треугольников с его хроматическим числом.
Мычельскиан или граф Мычельского неориентированного графа — граф, созданный применением конструкции Мычельского . Конструкция сохраняет отсутствие треугольников, но увеличивает хроматическое число. Мычельский показал, что повторяя конструкцию повторно к начальному графу без треугольников, можно получить графы без треугольников произвольно большого размера.
В теории графов графом Халина называется некоторый вид планарного графа, который строится из дерева, имеющего по меньшей мере 4 вершины, ни одна из которых не имеет в точности двух соседей. Дерево рисуется на плоскости так, что никакие рёбра не пересекаются, затем добавляются рёбра, соединяющие все его листья в цикл. Графы Халина названы по имени немецкого математика Рудольфа Халина, изучавшего их в 1971 году, но кубические графы Халина изучались за столетие до этого английским математиком Томасом Киркманом.
Гипотеза Визинга — предположение о связи доминирующего множества и прямого произведения графов, не подтверждённое по состоянию на 2017 год, при этом гипотеза доказана для ряда частных случаев.
Рёберный граф гиперграфа — это граф, множество вершин которого является множеством гиперрёбер гиперграфа, а два гиперребра смежны, если они имеют непустое пересечение. Другими словами, рёберный граф гиперграфа — это граф пересечений семейства конечных множеств. Понятие является обобщением рёберного графа обычного графа.
В теории графов доминирующее множество для графа G = (V, E) — это подмножество D множества вершин V, такое, что любая вершина не из D смежна хотя бы одному элементу из D. Число доминирования γ(G) — это число вершин в наименьшем доминирующем множестве G.
1-планарный граф — граф, который может быть нарисован в евклидовой плоскости таким образом, что каждое ребро имеет максимум одно пересечение с единственным другим ребром. Естественное обобщение — 
-планарный граф.
В теории графов части́чный куб — это подграф гиперкуба, сохраняющий расстояния — расстояние между любыми двумя вершинами подграфа то же самое, что и в исходном графе. Эквивалентно, частичный куб — это граф, вершины которого можно пометить битовыми строками одинаковой длины, так что расстояние между двумя вершинами в графе равно расстоянию Хэмминга между этими двумя метками. Такая разметка называется разметкой Хэмминга и она представляет изометричное вложение частичного куба в гиперкуб.
Сильная ориентация неориентированного графа — это назначение направлений каждому ребру, при котором граф превращается в сильно связный граф.
Голова быка — планарный неориентированный граф с 5 вершинами и 5 рёбрами в форме треугольника с двумя непересекающимися висячими рёбрами.
Однозначно раскрашиваемый граф — это k-цветный граф, допускающий только одну (правильную) k-раскраску.
Пространство циклов неориентированного графа — линейное пространство над полем 
, состоящее из его эйлеровых подграфов. Размерность этого пространства называется контурным рангом графа. С точки зрения алгебраической топологии циклическое пространство является первой группой гомологий графа.
