V súvislosti s fyzikou, termín priestor - čas je matematický vzorec, ktorý sa mieša priestore a čase ako dva pojmy, ktoré sú úplne vlastné. V tomto dlhom časovom priestore sa odohrávajú všetky fyzické deje vesmíru; to podľa teórie relativity.
Einstein bol ten, kto formuloval tento výraz časopriestoru na základe jeho teórie špeciálnej relativity, ktorý hovorí, že čas sa nedá oddeliť od troch priestorových rozmerov, ale ako oni, doba závisí na stave pohybu pozorovateľa. Dvaja pozorovatelia budú prirodzene merať rôzne časy. Pre interval medzi dvoma udalosťami bude tento časový rozdiel závisieť od relatívnej rýchlosti medzi pozorovateľmi.
Podobne, ak vznikne teória, že vesmír má tri fyzikálne priestorové dimenzie, ktoré možno pozorovať, je bežné považovať čas za štvrtú dimenziu; ponechávajúc časopriestor ako štvorrozmerný priestor.
Je dôležité zdôrazniť, že časopriestor má geometrické vlastnosti, ktoré sú:
Metrické: táto vlastnosť symbolizuje časopriestor ako pár (m, g), kde „m“ znamená semiriemannovsky diferencovateľný rozdeľovač a „g“ je metrický tenzor.
Materiálny obsah časopriestoru: je daný tenzorom energetických impulzov, ktorý sa počíta priamo z geometrických meraní z metrického tenzora.
Pohyb častíc: častice, ktoré sa pohybujú v časopriestore, budú v zakrivenom priestore sledovať líniu minimálnej dĺžky.
Skupiny homogenity, izotropie a symetrie: niektoré časopriestory majú izometrické skupiny nižšej dimenzionality. Na druhej strane je časopriestor homogénny, keď obsahuje podskupinu homeoformov, ktorá ovplyvňuje priestorové súradnice. Bude mať všeobecnú izotropiu, keď je v jednom z jej podskupín izometria.
Topológia: súvisí to s jej kauzálnou štruktúrou. Napríklad, ak existuje uzavretá časová krivka v časopriestore, alebo ak existujú Cauchyho hyperplochy alebo neúplné geodetické prvky.
Nakoniec, v časopriestore použitom v špeciálnej teórii relativity, je možné obidve zmiešať v štvorrozmernom priestore, čím vznikne takzvaný Minkowského časopriestor, Minkowsky, kde sú identifikované tri bežné priestorové dimenzie a doplnková časová dimenzia.
