Dalam konteks fisika, ruang jangka - waktu adalah pola matematika yang ruang campuran dan waktu sebagai dua konsep yang benar-benar melekat. Di ruang temporal yang panjang ini, di situlah semua peristiwa fisik alam semesta terjadi; ini menurut teori relativitas.
Einstein lah yang merumuskan ungkapan ruang-waktu ini berdasarkan teori relativitas khususnya, yang menyatakan bahwa waktu tidak dapat dipisahkan dari tiga dimensi spasial, tetapi seperti mereka, waktu bergantung pada keadaan gerak pengamat. Secara alamiah, dua pengamat akan mengukur waktu yang berbeda. Untuk interval antara dua peristiwa, perbedaan waktu ini akan bergantung pada kecepatan relatif antar pengamat.
Dengan cara yang sama, jika teori dikemukakan bahwa alam semesta memiliki tiga dimensi spasial fisik yang dapat diamati, maka adalah umum untuk menganggap waktu sebagai dimensi keempat; menyisakan ruang-waktu sebagai ruang empat dimensi.
Penting untuk diperhatikan bahwa ruang-waktu memiliki sifat geometris yaitu:
Metrik: properti ini melambangkan ruangwaktu sebagai pasangan (m, g), di mana "m" berarti manifold terdiferensiasi semiriemannian dan "g" adalah tensor metrik.
Kandungan material ruang-waktu: ini diberikan oleh tensor impuls energi, yang dihitung langsung dari pengukuran geometris dari tensor metrik.
Pergerakan partikel: partikel yang bergerak melalui ruangwaktu akan mengikuti garis dengan panjang minimum dalam ruang melengkung.
Kelompok homogenitas, isotropi, dan simetri: beberapa ruang-waktu memiliki kelompok isometri dengan dimensi yang lebih kecil. Di sisi lain, ruang-waktu bersifat homogen jika mencakup subkelompok bentuk rumah yang memengaruhi koordinat spasial. Ini akan memiliki isotropi umum ketika ada subkelompok isometri di salah satu titiknya.
Topologi: berhubungan dengan struktur penyebabnya. Misalnya, jika ada kurva waktu tertutup dalam ruang-waktu, atau jika terdapat hipersurfasi Cauchy atau geodesik tidak lengkap.
Akhirnya, dalam ruang-waktu yang digunakan dalam relativitas khusus, keduanya dapat bercampur dalam ruang empat dimensi, yang berasal dari apa yang disebut ruang-waktu Minkowski, Minkowsky, di sinilah tiga dimensi spasial biasa dan dimensi waktu pelengkap diidentifikasi.
