Un diagrama espai-temps és una il·lustració gràfica de ubicacions a l'espai en diversos moments, especialment en la teoria especial de la relativitat. Els diagrames d'espai-temps poden mostrar la geometria subjacent a fenòmens com la dilatació del temps i la contracció de la longitud sense equacions matemàtiques.[1]
La història de la ubicació d'un objecte a través del temps traça una línia o corba en un diagrama espai-temps, conegut com la línia del món de l'objecte. Cada punt d'un diagrama espai-temps representa una posició única en l'espai i el temps i s'anomena esdeveniment.
La classe més coneguda de diagrames d'espai-temps es coneixen com a diagrames de Minkowski, desenvolupats per Hermann Minkowski el 1908. Els diagrames de Minkowski són gràfics bidimensionals que representen esdeveniments que succeeixen en un univers format per una dimensió espacial i una dimensió temporal. A diferència d'un gràfic normal de distància-temps, la distància es mostra a l'eix horitzontal i el temps a l'eix vertical. A més, les unitats de mesura de temps i espai es trien de tal manera que un objecte que es mou a la velocitat de la llum es representa seguint un angle de 45° amb els eixos del diagrama.[2]