Théorème (Formule de la somme des degrés) : Soit $G = (V, E)$ un graphe non orienté. Alors $$ \sum_{v\in V} \deg(v) = 2 \cdot \card(E) $$

En d'autres termes, la somme des degrés des sommets d'un graphe non orienté est le double de son ordre. Cette formule vient du fait que l'on peut dénombrer de deux façons différentes le nombre des extrémités des arêtes d'un graphe, d'une part comme le double du nombre d'arêtes (chaque arête ayant deux extrémités), d'autre part comme la somme des degrés des sommets. En particulier, tout graphe régulier de degré $d$ à $n$ sommets possède $\frac{nd}{2}$ arêtes.

Une conséquence immédiate de ce résultat est le lemme des poignées de main :

Lemme des poignées de main Un graphe non-orienté fini possède un nombre pair de sommets de degré impair.

Autrement dit, dans une réunion de plusieurs personnes dont certaines se serrent la main, un nombre pair de personnes devra serrer un nombre impair de fois la main d'autres personnes.

Illustration du graphe non-orienté défini par V = {0, 1, 2, 3, 4, 5} et E = {{0, 5}, {4, 5}, {1, 5}, {1, 4}, {2, 4}, {1, 2}}
Exemple de graphe orienté où $\sum \deg(v) = 2 + 3 + 3 + 3 + 1 = 12$ et $\card(E) = 6$
Ces deux résultat a été démontré par Euler dans son célèbre article de 1736 sur le problème des sept ponts de Königsberg.