Aika-avaruus on neliulotteinen
avaruus, jossa on kolme avaruudellista ulottuvuutta (pituus, leveys ja korkeus) ja yksi
aikaulottuvuus.
Maailmankaikkeus on
efektiivisesti aika-avaruus.
Suhteellisuusteoriassa aika-avaruus on keskeinen käsite kuten
intervalli, joka kuvaa tapahtumien välistä 'etäisyyttä' tässä aika-avaruudessa. Suhteellisuusteoriassa aika-avaruutta voidaan kuvata valokartiolla, jossa
origon alapuolella on menneisyys, yläpuolella tulevaisuus ja origossa nykyisyys. Menneen valokartion ulkopuoliset tapahtumat eivät ole voineet vaikuttaa origon tapahtumaan, eikä origon tapahtuma voi vaikuttaa tulevan valokartion ulkopuolisiin tapahtumiin, sillä tämä vaatisi informaation etenemistä
valoa nopeammin.
