图形视觉变量由法国学者J.贝尔坦（Jacques Bertin，1918～2010）在1967年提出，他领导的巴黎大学图形实验室经二十多年的研究，出版了《图形符号学》一书。在书中，贝尔坦将构成图形符号的基本因素抽取出来，称为“视觉变量”，即形状、方向、尺寸、明度、密度和颜色。之后，很多地图学者根据贝尔坦视觉变量理论，提出了自己的图形变量。1984年，美国学者A.H.鲁宾逊（Arthur H.Robinson，1915～2004,又译罗宾逊）等在《地图学原理》一书中提出基本图形要素是：色相、亮度、尺寸、形状、密度、方向和位置。1995年他又把基本图形要素改为视觉变量，认为其构成是由基本视觉变量（形状、尺寸、方向、色相、亮度、纯度）和从属视觉变量（网纹排列、网纹纹理、网纹方向）两部分组成。

在这些视觉变量中，有简单变量，也有复合变量，而复合变量本身的变化取决于其子变量的变化。由此，视觉变量可分为：①基本视觉变量，包括形状、尺寸、方向、颜色、纹理。②从属视觉变量，即为色彩三属性，包括色相、亮度、饱和度。纹理亦称网纹，它是由某一种或几种图案重复排列组合而成，因此网纹的从属变量为图案样式、图案尺寸、图案排列，而排列又具有不同的方式、顺序、方向、间隔。上述视觉变量统称为静态视觉变量。对于三维动态地图的设计来说，仅考虑这些静态视觉变量是不够的，需要补充一些产生动态视觉效果的变量，如视点方位、持续时间、变化率、同步与次序、频率等。

视觉变量是构成图形的基本要素，地图设计过程中制图人员通过调节这些量的变化来表达地理现象间的差异。每一种视觉造型好比一个符号函数，其中含有若干不同的视觉变量，每一个视觉变量的可感变化都会使符号产生不同的视觉效果。视觉变量作为地图图形符号设计的基础，在提高符号构图规律和加强地图表达效果方面起到很大作用，增强了地图符号设计的科学性、系统性与规范性。