Por el contenido matemático que involucra el pensamiento funcional (las funciones), los patrones o regularidades que se observan entre las cantidades covariantes tienen un nombre específico: relaciones funcionales. Los estudios que abordan las funciones desde el punto de vista matemático, distinguen tres tipos de relaciones funcionales: (a) recurrencia, que supone identificar el patrón en una secuencia de valores; (b) correspondencia, que refiere a la relación entre pares correspondientes de la variable dependiente e independiente; y (c) covariación, en donde el foco se encuentra dado por el análisis de cómo dos cantidades varían al mismo tiempo y cómo los cambios que se producen en una afectan a la otra (Confrey y Smith, 1991; Smith, 2008).