Простра́нство-вре́мя Минко́вского, четырёхмерное пространство, точками которого являются события, каждое из которых задаётся тремя пространственными декартовыми координатами и временем, когда это событие произошло: $x^μ = (ct, x, y, z).$ Здесь $c$ – скорость света, индекс $μ = 0, 1, 2, 3$ ($x^0 = ct$ – временнáя координата, $x^1 = x$, $x^2 = y,$ $x^3 = z$ – пространственные координаты). С математической точки зрения пространство-время Минковского является плоским пространством, наделяемым псевдоевклидовой метрикой (задающей четырёхмерный интервал s между событиями):

$$ds^2=η_{μν}dx^μdx^ν=c^2dt^2-dx^2-dy^2-dz^2, \qquad (1)$$где $η_{μν}$ – метрический тензор, имеющий отличные от нуля компоненты. Пространство-время Минковского введено в физику Г. Минковским в 1908 г. для геометрической интерпретации специальной теории относительности (СТО), обобщившей принцип относительности Галилея ньютоновской механики на случай скоростей, не малых по сравнению со скоростью света. Принцип относительности Галилея, утверждающий независимость законов механики от выбора той или иной инерциальной системы отсчёта (ИСО), основан на представлении об абсолютном времени, которое течёт одинаково во всех таких системах. Уравнения классической электродинамики (уравнения Максвелла) и релятивистской механики не инвариантны относительно преобразований Галилея, однако инвариантны относительно преобразований Лоренца, которые переходят в преобразования Галилея при скоростях, малых по сравнению со скоростью света. В отличие от преобразований Галилея, преобразования Лоренца включают также преобразование времени, поэтому если их интерпретировать (что и предлагается в СТО) как преобразования перехода от одной инерциальной системы отсчёта к другой, то время будет течь неодинаково в различных ИСО.

Пространство-время Минковского является естественной геометрической структурой для СТО, поскольку $η_{μν}$ не изменяется при преобразованиях Лоренца. Поэтому уравнения физических законов, записанные в терминах четырёхмерных координат пространства-времени Минковского, инвариантны относительно преобразований Лоренца. Тем самым они автоматически удовлетворяют принципу относительности СТО. Фактически метрика пространства-времени Минковского инвариантна относительно более широкой группы преобразований координат – группы Пуанкаре, включающей не только преобразования Лоренца, но и сдвиги начала отсчёта пространственных координат и времени, повороты пространственных осей (см. Принцип относительности Пуанкаре): $$x^μ→x^{'μ} =L_ν^μx^ν + a^ν, \qquad (2)$$где $a^ν=\text{const},$ а $L_ν^μ$-матрица удовлетворяет соотношениям $$L_μ^λL_ν^τη_{λτ}=η_{μν},$$где по повторяющимся индексам подразумевается суммирование. Инвариантным относительно преобразований (2) является также элемент объёма в пространстве событий $dΩ=c \ dt\ dV,$ в то время как промежуток времени $dt$ и элемент объёма $dV$ по отдельности не инвариантны.

Объединение пространства и времени в единое четырёхмерное многообразие отражает факт неабсолютности промежутков времени и пространственных расстояний, которые оказываются зависящими от выбора ИСО. Напротив, одинаковой во всех ИСО является скорость света, понимаемая как универсальная скорость распространения физических взаимодействий, которая входит в метрику пространства-времени Минковского как постоянная. Промежуток времени и пространственное расстояние между двумя событиями зависят от того, в какой ИСО эти величины измеряются; абсолютное значение имеет лишь четырёхмерный интервал между событиями, вычисляемый по формуле (1).

Если выбрать начало четырёхмерной системы координат в точке, отвечающей некоторому событию $O,$ то мировые линии световых лучей, исходящих из $O,$ будут образовывать гиперповерхность $c^2t^2=x^2+y^2+z^2,$ называемую световым конусом. Все события, лежащие внутри светового конуса (т. е. в области $c^2t^2>x^2+y^2+z^2$) при $t>0,$ происходят в абсолютном будущем по отношению к $O;$ они отделены от $O$ времениподобным (вещественным) интервалом. Аналогично события, лежащие внутри светового конуса при $t<0,$ абсолютно предшествуют событию $O.$ Область, лежащая вне светового конуса (т. е. при $c^2t^2{<}x^2+y^2+z^2$), соответствует событиям, которые не могут находиться в причинной связи с $O;$ это абсолютно удалённая область, объединяющая события, отделённые от $O$ пространственноподобным (мнимым) интервалом. Временна́я последовательность событий, разделённых пространственноподобным интервалом, не абсолютна: найдётся ИСО, в которой эти события одновременны, однако существуют ИСО, в которых первое предшествует второму и наоборот.