در علم فیزیک و در ریاضی، فضا-زمان (و نه فضا و زمان) به هرگونه مدل ریاضی گفته میشود که زمان و مکان را به صورت ساختاری واحد و درهمپیوسته با یکدیگر ترکیب کند. بر اساس فرضیات مفهوم فضای اقلیدسی، جهان، سه بعد مکانی و یک بعد زمانی مستقل از هم دارد. در فضا-زمان سه بعد فضا و یک بعد زمان درهم ادغام میشوند و یک محیط پیوستهٔ چهار بعدی را ایجاد میکنند. با ترکیب فضا و زمان و ایجاد یک محیط خمیدهٔ واحد، فیزیکدانها توانستهاند تئوریهای فیزیک را هم در سطح کیهانی و هم در بعد اتمی سادهسازی کنند. بهتر است که در مکانیک کلاسیک، هنگامی که زمان به عنوان یک معیار ثابت و جهانی، مستقل از حالت حرکت مشاهدهگر درنظر گرفته میشود؛ از دستگاه اقلیدسی به جای فضا-زمان استفاده کنیم. با این حال در فیزیک نسبیتی، زمان نمیتواند جدا از سه بعد فضا باشد. بر اساس نسبیت خاص نرخ گذر زمان برای جسمی که مشاهده میشود بستگی به نسبت سرعت جسم و سرعت مشاهدهگر دارد. بر اساس نسبیت عام شدت میدان گرانشی نرخ گذر زمان را کاهش میدهد.