C++ 提供算術相關的加（+）、減（-）、乘（*）、除（/） 以及餘除運算子（%）或稱模數（Modulus）運算子，這類以數學運算為主的運算子，稱為「算術運算子」（Arithmetic operator）。
這類運算子的使用基本上由左而右進行運算，遇到加減乘除的順序問題時，也是先乘除後加減，必要時加上括號表示運算的先後順序，例如這個程式碼會在主控台顯示 7：
cout << (1 + 2 * 3);
編譯器在讀取程式碼時，是由左往右讀取的，由於習慣將分子寫在上面，而分母寫在下面，使得初學者往往將之寫成了：
cout << 1 + 2 + 3 / 4;
這個程式事實上會是這樣運算的：1 + 2 + (3 / 4)；為了避免錯誤，加上括號才是最保險的，例如：
cout << (1 + 2 + 3) / 4;
% 運算子是餘除運算子，它計算除法後的餘數，一個例子是要產生指定位數的亂數，可以使用 % 運算子，假設亂數產生函式為 rand，可以產生正整數亂數，可以如下產生 0 到 99 的亂數：
cout << rand() % 100;
也可以利用 % 來作循環計數，例如由 0 計數至 9 不斷循環：
counter = (counter + 1) % 10;
算術運算子使用不難，但要注意型態轉換的問題，先看看這段程式會印出什麼結果？
int number = 10;
cout << number / 3;
答案不是 3.3333，而是 3，小數點之後的部份被自動消去了，這是因為 number 是整數，而除數 3 也是整數，運算出來的程式被自動轉換為整數了， 那下面這個程式呢？
double number = 10.0;
cout << number / 3;
這個程式的結果會顯示 3.3333，這是 C++ 做了型態的隱式轉換（Implicit conversion），在一個型態混雜的算式中，長度較長的資料型態會成為目標型態，較小的型態會自動提升，因而在上例中 3 會被提升為 3.0 再進行運算，結果就可以顯示無誤，這樣的轉換又稱算術轉換（Arithmetic conversion）。
在一個指定的動作中，左值會成為目標型態，當右值型態比左值型態長度小時，右值會自動提升為目標型態，例如：
int num = 10;
double number = num;
在上例中，number 的值最後會是 10.0，在指定的動作時，如果右值型態比左值型態型態長度大時，超出可儲存範圍的部份會被自動消去，例如將浮點數指定給整數變數，小數的部份會被自動消去，例子如下，程式會顯示 3 而不是 3.14：
int num = 0;
double number = 3.14;
num = number;
cout << num;
由於會失去精度，若想要編譯器在這類情況提出警訊，可以在編譯時加上 -Wconversion 引數。
算術運算必要時，得進行型態的顯式轉換（Explicitly conversion），例如底下會顯示 3：
int a = 10;
int b = 3;
cout << a / b; // 顯示 3
這是因為 a 與 b 都是 int，計算結果也就是 int，想得到小數的結果，必須顯式地轉換型態，方式之一是使用舊式的 C 轉型（cast）語法：
cout << (double) a / b; // 顯示 3.33333
或者是使用函式標示方式：
cout << double(a) / b; // 顯示 3.33333
顯式轉型的目的是提供編譯器資訊，就以上而言，就是告訴編譯器，將 a 的值提昇為 double；類似地，如果編譯時加上了 -Wconversion 引數，若指定會失去精度就會發出警訊，若某些場合中，這確實就是你想要的，也可以顯式轉型，這樣編譯器就會住嘴了。例如：
int num = 0;
double number = 3.14;
num = int(number); // 編譯時加上 `-Wconversion` 引數也不會有警訊
cout << num;
對於基本型態來說，這樣就足夠了，不過這種轉型是強制性的，也就是加上以上的轉型語法，不管什麼情況，編譯器就都噤聲了，如果因為編譯時加上 -Wconversion 引數，有些開發者只是為了消除這類警訊，不管三七二十一都用這種方式強制轉型，執行時期就可能因為精度遺失而發生問題，而 C++ 中還有指標、類別等型態，無差別地強制轉換（例如將 Dog 類別指標轉為 Cat 類別指標），可能導致執行時期錯誤或不可預期的結果。
在 C++ 中為了避免這類問題，定義了四種用於不同場合的具名轉型（named casting）：
static_castconst_castreinterpret_castdynamic_cast
其中 static_cast 的一部份應用場合，就是算術運算時的顯式轉換，例如：
int a = 10;
int b = 3;
cout << static_cast<double>(a) / b; // 顯示 3.33333
或者是：
int num = 0;
double number = 3.14;
num = static_cast<int>(number); // 編譯時加上 `-Wconversion` 引數也不會有警訊
cout << num;
表面上看來，static_cast 也是單純叫編譯器住嘴，實際上不然，例如以下在編譯時會發生錯誤：
const double PI = 3.14159;
double *pi = &PI; // error: invalid conversion from 'const double*' to 'double*'
C 風格轉型語法加上後，編譯器會完全閉嘴：
const double PI = 3.14159;
double *pi = (double*) &PI; // 沒有錯誤也沒有警訊
然而，static_cast 會有編譯錯誤：
const double PI = 3.14159;
double *pi = static_cast<double*>(&PI); // error: invalid static_cast from type 'const double*' to type 'double*'
目前還沒談到指標，然而可以先知道的是，PI 是個 const 修飾過的變數，儲存的值是唯讀的，以上程式碼試圖將唯讀的記憶體空間位址指定給 pi，如果之後試圖對 pi 位址處的資料做變動，執行時期會有不可預期的結果，為此編譯器不能通過編譯，若真要通過編譯，得使用 const_cast：
const double PI = 3.14159;
double *pi = const_cast<double*>(&PI);
當然，這只是叫編譯器住嘴罷了，後續程式碼也是別對 pi 位址處的資料做變動，以避免執行時期不可預期的結果。
其他有關 C++ 具名轉型，後續在適當的地方還會談到，簡單來說，C++ 希望開發者可以依不同的場合選擇的具名轉型，以便在編譯時期提供不同粒度的檢查，而不是像 C 風格的方式一律住嘴。