Простра́нственно-временна́я симме́три́я, симметрия четырёхмерного пространства-времени, в котором протекают физические процессы. Такая симметрия – следствие однородности и изотропности пространства-времени; она проявляется в инвариантности фундаментальных физических законов относительно трансляций и вращений четырёхмерных систем координат. Следствием этой симметрии являются законы сохранения энергии-импульса и момента количества движения.

В квантовой механике и квантовой теории поля (КТП) существует также симметрия, связанная с отражением осей четырёхмерной системы относительно начала координат. Однако эта симметрия неточная: соответствующий ей закон сохранения чётности нарушается в слабых взаимодействиях.

В КТП существует глубокая связь между пространственно-временной симметрией и внутренней чётностью. Примером такой связи являются CPT-теорема и то, что СР-чётность сохраняется с большей точностью, чем пространственная чётность (Р). Некоторые модели КТП формулируются в пространстве с числом измерений, бо́льшим четырёх. При этом многие внутренние симметрии в четырёхмерном пространстве являются следствием пространственно-временной симметрии в пространстве с бóльшим числом измерений.