在数学与物理学中，相空间是一个用以表示出一系统所有可能状态的空间；系统每个可能的状态都有一相对应的相空间的点。

约瑟夫·刘维尔首先于1838年在表述刘维定理的论文里涉及到相空间的概念，证实了相空间的体积守恒，但是他并不知道刘维定理可以应用于动力学问题。后来，卡尔·雅可比与路德维希·玻尔兹曼分别在发展力学理论与气体运动论时应用到相空间，并且引述了刘维定理的论文为参考文献。玻尔兹曼的学生保罗·埃伦费斯特在为一本1911年出版的百科全书撰写文章时，最先提出相空间这术语。

In mathematics and physics, a phase space of a dynamical system is a space in which all possible states of a system are represented, with each possible state corresponding to one unique point in the phase space. For mechanical systems, the phase space usually consists of all possible values of position and momentum variables. The concept of phase space was developed in the late 19th century by Ludwig Boltzmann, Henri Poincaré, and Willard Gibbs.