四維空間是一個時空的概念。簡單來說，任何具有四維的空間都可以被稱為“四維空間”
。不過，日常生活所提及的“四維空間”，大多數都是指愛因斯坦在他的《廣義相對論》和《狹義相對論》中提及的“四維時空”概念。根據愛因斯坦的概念，我們的宇宙是由時間和空間構成。時空的關係，是在空間的架構上比普通三維空間的長、寬、高三條軸外又多了一條時間軸，而這條時間的軸是一條虛數值的軸。
根據愛因斯坦相對論所說：我們生活中所面對的三維空間加上時間構成所謂四維空間。由於我們在地球上所感覺到的時間很慢，所以不會明顯的感覺到四維空間的存在，但一旦登上宇宙飛船或到達宇宙之中，使本身所在參照系的速度開始變快或開始接近光速時，我們能對比的找到時間的變化。如果你在時速接近光速的飛船裡航行，你的生命會比在地球上的人要長很多。這裡有一種勢場所在，物質的能量會隨著速度的改變而改變。所以時間的變化及對比是以物質的速度為參照系的。這就是時間為什麼是四維空間的要素之一的原因。
四維空間
零維：點的世界；
一維：線的世界，只有長度；
二維：平面世界，只有長和寬；
三維：立體空間世界，具有長、寬、高；
四維空間
四維：一種時空概念，多是指愛因斯坦相對論中提及的“四維時空”概念，即我們的宇宙是由時間和空間構成。時空的關係，是在三維的架構上的長、寬、高三條軸外又加了一條時間軸。
第四維數可以用空間的方式理解，即一個有四個空間性維數的空間（“純空間性”的四維空間），或者說有四個兩兩正交的運動方向的空間。這種空間就是數學家們用來研究四維幾何物體的空間，與愛因斯坦提出的時間作為第四維數的理論不同。關於這一點，考克斯特曾寫道：
把時間作為第四維數帶來的好處即使有的話也是微不足道的。實際上，H. G. 威爾在《時間機器》中發展的這種十分吸引人的觀點導致了J. W. 杜恩（《時間實驗》）等作者對相對論的非常錯誤的理解。閔可夫斯基的時空幾何是不符合歐幾里得體系的，所以也就與當前的研究沒有關係。- H. S. M. 考克斯特, Regular Polytopes
從數學方面講，普通三維空間集合的四維等價物是歐幾里得四維空間，一個四維歐幾里得賦範向量空間。一個向量的“長度”x=(p,q,r,s)，也就是勾股定理向四維空間進行的很自然的類比。這就讓兩個向量之間的夾角很容易定義了.
關於維度對人的影響，有一個很有趣也很生動的例子，我們先假設一些生活在二維空間的扁片人，他們只有平面概念。假如要將一個二維扁片人關起來，只需用線在他四周畫一個圈即可，這樣一來，在二維空間的範圍內，他無論如何也走不出這個圈。現在我們這些生活在三維空間的人對其進行“干涉”。我們只需從第三個方向（即從表示高度的那跟軸的方向），將二維人從圈中取出，再放回二維空間的其他地方即可。在我們看來，這是一件簡單的事，但在二維扁片人的眼裡，卻無疑是不可思議的：一個人明明被關在圈內，怎麼會忽然消失不見，然後就出現在另一個地方！
再舉一個例子，當我們把一個三維球體拿到二維人面前，他們會覺得“球”的概念不可思議，要麼否認有球體存在，要麼認為它很“神秘”。同樣道理，當一個四維球體來到我們三維人面前時，我們這些三維人也只能看到圓或球，絕對不會認為是此外的圖形。由於我們的想象力和理解力無法達到，因此當別人和你說這是一個四維的超球體時，你一定會覺得很神奇！
現代人對麥田圈的觀感，其實和二維扁片人對三維立體世界的理解相去不遠。這的確是一個很艱澀、難以理解的概念。1915年，愛因斯坦提出廣義相對論，摒除絕對時空的概念，認為引力能夠扭曲物質和能量，大質量的物體如星球，其周圍的空間其實是彎曲的。在彎曲的空間中，傳統的歐式幾何不再適用，需要有新的幾何學來描述，這應該就是對四維的最初理解吧。
然而，再怎麼描繪四維空間也只能是近似。雖然所有維度都彼此包含，四維對三維的關係，就和三維對二維的關係及二維對一維的關係相同，但由於我們是三維生物，缺乏必要的轉換結構，因此還是難以掌握。
就目前理解，四維沒有透視圖，物體同時從“所有角度”被看見。以四維球體——超球體為例，它的“超球面”可以通過下面圖片來描繪，當然，如果你理解不了是極其正常的，如果你特別透徹的理解那才說明你不太正常呢！
什麼是四維？現在的說法是三維空間加上時間這一維，構成所謂的四維空間。然而，這種說法是一擊即破的。為什麼？
我們可以從二維來考慮。一個二維生物（如果有的話），他們考慮所謂的三維空間絕對和我們所認識的三維空間不同——它們會把時間作為第三維，因為他們無法感受這一維的存在。同樣，我們現在也走進了這個誤區，把時間算做第四維。可能四維生物看到我們在宣揚這種思想時，也在為我們嘆息。那麼時間算不算一維？在我看來，時間應該算是一維，即在多維生物本身的維度之外再加一維，構成新的N+1維空間，而且這樣也有助於幫我們解決一些問題，也可以使我們對比三維維度更高的空間加深認識。
有一個更新的構想，即所有的維度都是由時間構成，沒有時間，就沒有空間，包括最基本的一維空間。這應該好理解，因為沒有時間，空間本身的存在就沒有任何意義，因為時空本身就是不能分割的整體。那麼，為什麼一種時間可以形成不同的維度空間？這裡，我們可以把時間看成是一種可以分解的常量。時間可以分解，這一句話理解起來可能有點困難。但是，只要想通了道理也是很簡單的。要明白這個道理，首先必須瞭解兩點。第一是時空的不可分性，這一點估計大家都明白，離開了空間談時間，或者離開了時間談空間，都是毫無意義的。第二點是時間的多樣性，這一點了解起來可能有一點麻煩。在日常生活中，我們接觸到的都是時間的合成體，也就是各個分時間有機結合形成的一個總的時間體系。可能你們會覺得我是在狡辯，其實不是。只要你們換一個角度去想，一個結果，可能是幾個不同的原因形成的。就拿運動來說，我們觀察到的一般都是幾個不同運動產生的一種運動的結合體，即合運動。關於時間，我們也可以這樣去想。我們看到的時間結合體，可以是由物體運動的時間，歷史時間（即經歷時間）和其他的一些時間構成。而運動時間，我們又可以看成由上下運動的時間，左右運動的時間和前後運動的時間。當然，劃分方法是多樣的，這就構成了時間的多樣性，至於如何去劃分，這就要由不同的情況而定。一部分時間對應一段空間。在這個不完整的空間裡，時間起到了決定性的作用。
我們之所以是三維生物，是以為這個維度的空間裡只存在三維的時間。時間的不完整決定了空間的不完整。我們不能認識其他維度的空間，是因為我們不具備在那個空間裡面運動的時間。時間的多樣性決定的空間的多樣性。同時，因為時間的不同分解方式，註定了我們的三維空間也是相對的，它可以被命名為一維，二維，甚至是任意維——完全取決於不同的分解方式。時間是決定維度的關鍵，同時，它也是決定低維物體高維存在方式的關鍵。
讓我們看看科學上的說法：低維是空間上的缺陷，它們不具備在高維世界內運動的空間。關於這一點，有一個疑問，那就是我們怎麼可以發現這個缺陷。我們認為的低維不存在某一個空間長度，是因為我們無法確定它有那一個長度，也就是我們現在用最好的設備也無法觀察到那一個長度差。那麼，將來呢？我們現在無法認證，可能將來會有人證明那個低維物體確實屬於高維。因此，低維與高維並不存在所謂的空間差。那麼，我們如何區別高維與低維？很簡單，用時間。用時間去解釋任何一個維度空間，我們也可以認為，低維之所以比高維低級，是因為它們存在時間上的缺陷，它們無法在時間範疇內感受高維的存在。所以，我們要去了解低維或者高維，先要知道它們存在的時間範圍。高維與低維之間可以實現轉化，道理是很簡單的，只要加入或者去掉一個時間單位就可以了。然而說起來很容易，做起來卻很複雜，我們對時間的概念都是如此模糊，要想在空間範圍類實現時間的轉化就更困難。
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