En este trabajo estudiamos propiedades matemáticas de las k-alianzas en grafos y prestamos especial interés a la relación que existe entre el número de k-alianza (defensiva, ofensiva y dual) y otros parámetros conocidos como, por ejemplo, el orden, la medida, el cuello, el diámetro, el número de independencia, el número de dominación, la conectividad algebraica y el radio espectral. En algunos casos obtenemos el valor exacto del número de k-alianza y, en general, obtenemos cotas tensas no triviales para dicho parámetro. En el caso del grafo línea, se obtienen resultados sobre el número de alianza (defensiva y ofensiva) en función de parámetros conocidos del grafo original. A lo largo de toda la memoria particularizamos al caso de grafos planares y de grafos cúbicos. Estudiamos, además, la relación entre alianzas defensivas y ofensivas, así como las principales propiedades de los conjuntos libres de k-alianzas y de los cubrimientos de k-alianzas. Otra de las aportaciones de esta memoria es el inicio del estudio de las k-alianzas conexas y de las k-alianzas independientes, as´ı como el estudio de la relación entre los conjuntos k-dominantes totales y las k-alianzas (defensivas, ofensivas y duales). Esta memoria está estructurada en tres capítulos. Los dos primeros, aunque de similar estructura, son independientes y están dedicados al estudio de las k-alianzas defensivas y de las k-alianzas ofensivas, respectivamente. En el Capítulo 3 estudiamos las k-alianzas duales, los conjuntos k-dominantes totales, así como los cubrimientos y los conjuntos libres de k-alianzas.