Als Zufallsgenerator eingesetzt, wird von einem Würfel üblicherweise eine Gleichverteilung der möglichen Ergebnisse erwartet. Diese sollen also auf lange Sicht gleich häufig eintreten, falls die Würfe nicht bewusst beeinflusst werden. Dann nennt man den Würfel einen fairen, idealen oder echten Würfel oder – nach Pierre-Simon Laplace, der an der Gleichverteilung forschte – einen Laplace-Würfel. Bei der Fertigung des Würfels treten immer Abweichungen auf (siehe Herstellung), durch die der Würfel nicht ganz ideal ist. Für hochwertige Würfel kann man diese aber sehr gering halten.

Wenn man von diesen Abweichungen absieht, dann ist Idealität eine Eigenschaft des Bauplans des Würfels, also unter anderem seiner geometrischen Form. Der Bauplan ist genau dann ideal, wenn die Ruhepositionen des Würfels aufgrund seiner Symmetrie erst durch eine Beschriftung unterscheidbar werden. Ein Würfel wird meistens nach einem konvexen Polyeder gestaltet. Ein solches ist genau dann ideal, wenn seine Flächen alle die gleiche Form und Größe haben, und wenn man zwei Flächen nicht anhand ihrer relativen Position zu den anderen Flächen unterscheiden kann. Dies nennt man globale Flächenuniformität. Diese Bedingung erfüllen nur die fünf platonischen Körper, die catalanischen Körper, und gewisse Verzerrte dieser beiden Klassen, sowie Spindeln und Walzen. Nebenbei werden diese Formen wegen ihrer Symmetrie auch als besonders ästhetisch empfunden.

Andere Polyeder haben verschiedene Typen möglicher Landeflächen, wodurch sich deren Landewahrscheinlichkeiten unterscheiden können. Bei einigen Formen kann man versuchen, dies durch die richtige Wahl der Größenverhältnisse auszugleichen, etwa durch Streckung der Seitenflächen beim nebenstehenden Prisma als siebenseitiger Würfel. Allerdings können die Landewahrscheinlichkeiten neben der Geometrie noch von anderen Bedingungen abhängen, zum Beispiel von der Reibung zwischen Würfel und Unterlage oder – auch unbeabsichtigt – von der Wurftechnik. Wenn man diese Bedingungen nicht vorab kennt oder wenn sie wechseln, dann ist ein genauer Ausgleich von vornherein unmöglich. Würfel, die auf solchen Körpern beruhen, können deshalb nie wirklich ideal sein.

Weitere Anforderungen sind, dass der Würfel gut - aber nicht zu lange - rollt, und dass die Ruhelagen eine gewisse Stabilität aufweisen. Hierdurch wird die Formgebung weiter eingeschränkt; so sind etwa Würfel mit einer hohen Zahl von Ruhelagen schwerer zu konstruieren. Oft werden auch die Ecken und Kanten abgerundet, um Rollverhalten und Handhabung zu verbessern.