Любой орграф G(V, E) с петлями, но без кратных дуг, задает бинарное отношение E на множестве V, и обратно. А именно, пара элементов принадлежит отношению (а, b) ∈ Е ⊂ V × V тогда и только тогда, когда в графе G есть дуга (а, b).

Полный граф соответствует универсальному отношению. Граф (неориентированный) соответствует симметричному отношению. Дополнение графов есть дополнение отношений. Изменение направления всех дуг соответствует обратному отношению и т. д.

Таким образом, имеется полная аналогия между орграфами и бинарными отношениями — фактически, это один и тот же класс объектов, только описанный разными средствами. Отношения (в частности, функции), являются базовыми средствами для построения подавляющего большинства математических моделей, используемых при решении практических задач. С другой стороны, графы допускают наглядное представление в виде диаграмм. Это обстоятельство объясняет широкое использование диаграмм различного вида (которые суть представления графов или родственных объектов) при кодировании и особенно при проектировании в программировании. Да и язык теории графов настолько широк, что позволяет формулировать и решать большой круг прикладных задач.