Pozwala formułować twierdzenia niezależnie od wyboru algebraicznie domkniętego ciała bazowego, opisywać rodziny obiektów geometrycznych nad zmienną bazą oraz stosować narzędzia algebry przemiennej, topologii i algebry homologicznej w jednym formalizmie.
W teorii liczb schematy umożliwiają traktowanie równań diofantycznych jako obiektów geometrycznych nad W ten sposób zadana równaniem o współczynnikach całkowitych może być badana przez jej włókna nad różnymi liczbami pierwszymi, czyli przez redukcje modulo .
W geometrii algebraicznej ważną rolę odgrywają także na schematach, uogólniające wiązki wektorowe i moduły nad pierścieniami. Ich jest jednym z podstawowych narzędzi badania własności globalnych rozmaitości i schematów.
Historia thumb|220px|Alexander Grothendieck (1928–2014), współtwórca współczesnego języka schematów.
Podstawy teorii schematów wyrastały z wcześniejszej algebry przemiennej Emmy Noether, Wolfganga Krulla i Oscara Zariskiego oraz z prac André Weila nad abstrakcyjnymi rozmaitościami algebraicznymi. W latach 50. Claude Chevalley, Jean-Pierre Serre i Masayoshi Nagata rozważali konstrukcje zbliżające geometrię algebraiczną do spektrów pierścieni. Słowo „schemat” pojawiło się w seminarium Chevalleya z lat 1955–1956.