Vizualizācija izmanto rīkus, metodes un teorētiskos ietvarus, lai sarežģītākas (konkrētas vai abstraktas) idejas vai lietas izteiktu statisku vai animētu attēlu, diagrammu, grafiku vai citu vizuāli telpisku reprezentāciju veidā. Vizualizācijas mērķis var būt gan konkrēts (piemēram, ierīces prototipa atveids), gan arī abstrakts (teorijas vizualizācijas, kā arī zinātniskas notācijas, piemēram, matemātikā vai ģeometrijā). Vizualizācija attiecas vai nu uz ikoniskiem (līdzībā balstītiem) vizuāliem atveidiem, attiecību atveidiem (abstraktiem), vai arī kompleksiem un hibrīdiem, kas ietver ne tikai ikoniskos un attiecību atveidus, bet ietver arī interaktivitātes un animācijas iespējas.
Vizualizāciju uztveres pamatā ir spēja uztvert attiecības vai analoģijas starp vismaz diviem dažādiem lietu vai parādību domēniem, balstoties to strukturālajā līdzībā. Vizualizāciju pētniecības jēga ir dažādu (konkrētu vai abstraktu) datu kopu pārveide pēc iespējas labi apjēdzamā vizuāli telpiskā atveidā.