使用表示時刻的值，則一個時間序列可以表示為如下式子：

給定一個隨機時間序列（stochastic time series)，大可能會提出的問題就是“此刻的值跟上一刻的值之間有沒有什么關系？”，或者“此刻的值跟上上刻的值之間有沒有什么關系？”，又或者“此刻的值跟上上上刻的值之間有沒有什么關系？”。這些問題自相關函數(shù)（autocorrelation function)可以回答。

自相關函數(shù)描述了時間序列中不同時間間隔之間的值的相關性。

如下式子，表示一個時間序列中此刻的值與刻前的值之間的相關性：

式子中，表示變量（時間序列）的平均值。也稱為時間滯后（time lag）。

我們可以用一個相關圖（correlogram）去可視化自相關函數(shù)。在相關圖中，x軸表示此刻值與過去值之間的時間間隔（?time lag）,y軸表示表示此刻的值與過去個時間間隔的值之間的相關性。