В контекста на физиката, терминът пространство - време е математически модел, който смеси пространството и времето като две понятия, които са напълно присъщо. В това дълго време пространство се случват всички физически събития на Вселената; това според теорията на относителността.
Айнщайн е този, който формулира този израз на пространство-време въз основа на своята теория за специалната относителност, която гласи, че времето не може да бъде отделено от трите пространствени измерения, но че като тях времето зависи от състоянието на движение на наблюдателя. По природа двама наблюдатели ще измерват различни времена. За интервала между две събития тази разлика във времената ще зависи от относителната скорост между наблюдателите.
По същия начин, ако се издигне теорията, че Вселената има три физически пространствени измерения, които могат да бъдат наблюдавани, е обичайно да се разглежда времето като четвърто измерение; оставяйки пространство-времето като четиримерно пространство.
Важно е да се подчертае, че пространството-времето има геометрични свойства, които са:
Метрична: това свойство символизира пространството-времето като двойка (m, g), където „m“ означава полуриманов диференцируем колектор, а „g“ е метричен тензор.
Материално съдържание в пространството-време: това се дава от енерго-импулсния тензор, който се изчислява директно от геометрични измервания от метричния тензор.
Движение на частиците: частиците, които се движат през пространство-времето, ще следват линия с минимална дължина в извито пространство.
Групи за хомогенност, изотропия и симетрия: някои пространствени времена имат изометрични групи с по-ниска размерност. От друга страна, пространство-времето е хомогенно, когато обхваща хомеоформна подгрупа, която влияе на пространствените координати. Той ще има обща изотропия, когато в една от точките му има подгрупа от изометрия.
Топология: тя е свързана с нейната причинно-следствена структура. Например, ако в пространство-време съществува затворена крива на времето или ако има хиперповърхности на Коши или присъстват непълни геодезични.
И накрая, в пространството-времето, използвано в специална теория на относителността, и двете могат да се смесят в четиримерно пространство, произхождащо от така нареченото пространство-време на Минковски, Минковски, тук се идентифицират три обикновени пространствени измерения и допълващо време измерение.
