四維空間，也叫做“歐幾裡得四維空間”，是標準歐幾裡得空間。它是一個數學概念，可以拓展到n維；四維空間的第四維指與x，y，z同一性質的空間維度。

在物理學和數學中，可將n個數的序列理解為一個n 維空間中的位置。當n=4時，所有這樣的位置的集合就叫做四維空間。

通過一維、二維、三維空間的演變，人們提出了關於四維空間的一些猜想。儘管這些猜想現在並不能證明是正確的，但科學理論有很多是由猜想開始的。現今科學理論一般是基於現象總結規律，而關於四維空間的現象沒有足夠準確清晰的認識，或者看到了這種現象卻並沒有想到是四維空間引起的。

當然也可以定義點線面的拓撲空間為第四維、第五維、第六維以至第N維。這在數學公式推理推導中很容易實現，但現實很難對應和想像。

但一般人提到“四維空間”時，卻經常會將其與愛因斯坦在相對論中提及的“四維時空”（叫做“閔可夫斯基空間”）相混淆。