求曲面的柱面坐标方程的方法与步骤，和求直角坐标方程类似，就是把曲面看作适合某种条件的点的集合或轨迹，将已知条件用曲面上点的柱面坐标和的关系式表示出来，就得到曲面的柱面坐标方程。

特别地，方程表示以为轴的圆柱面；表示过轴的半平面；表示垂直于轴的平面，这三组面两两垂直，称为柱面坐标的坐标面，坐标面的交线称为坐标线。从图1可知，空间每一点P总可看作位于某一母线平行于z轴的圆柱面上，并有三条坐标线(过P垂直于z轴的射线、平行于z轴的直线和圆心在z轴且与z轴垂直的圆周)通过，所以把称为点P的柱面坐标由此而来。

当(常数)时，坐标面为柱面；

当(常数)时，坐标面为平面；

当(常数)时，坐标面为半平面(见图2)．

空间中的任意点P的位置由3个参数给出，称为柱面坐标。

从其与空间直角坐标系的关系得变换如下，此变换称为柱坐标变换。

其中

柱坐标的体积微元由6个坐标面围成。

(1)半平面

(2)圆柱面

(3)平面

由于所以见图3。

如果在V上连续，在变换

其中

下，有则

值得注意的是，当r=0时，上面的公式亦成立．

在计算中，通常找出V在的投影区域D，即

从而得，然后在二重积分中利用极坐标变换即可．

设P点的柱面坐标为，点满足

或

利用上述公式，可以化曲面的普通方程化为柱面坐标方程：

一般来说，如果一个曲面以z轴为对称轴，并且普通方程中含有那么使用柱面坐标方程表示该曲面，可能会更简单。

例如，半球面旋转抛物面锥面化为柱坐标方程分别为。而椭球面的柱面方程为。