Chuỗi thời gian x(t) là một tập hợp các quan sát được diễn biến và ghi lại theo thời gian t. Trong đó t đại diện cho thời gian, x(t) được coi là biến ngẫu nhiên [53]. Chuỗi thời gian có thể liên tục hoặc rời rạc. Khi các quan sát được thực hiện tại các khoảng thời gian cố định, được gọi là một chuỗi thời gian rời rạc. Nếu các quan sát được ghi lại liên tục trong một khoảng thời gian, thì được gọi là chuỗi thời gian liên tục. Ví dụ, các chỉ số về nhiệt độ, dòng chảy của sông, nồng độ của một quá trình hóa học, v.v. có thể được ghi lại thành một chuỗi thời gian liên tục. Mặt khác, dân số của một thành phố, sản lượng hàng hoá của một công ty, tỷ giá hối đoái giữa hai loại tiền tệ khác nhau có thể đại diện cho chuỗi thời gian rời rạc. Thông thường trong một chuỗi thời gian rời rạc, các quan sát liên tiếp được ghi lại ở các khoảng thời gian cách đều nhau như khoảng thời gian hàng giờ, hàng ngày, hàng tuần, hàng tháng hoặc hàng năm. Những dữ liệu quan sát liên tục cho một hiện tượng (vật lý, kinh tế ...) trong một khoảng thời gian sẽ tạo nên một chuỗi thời gian liên tục. Ví dụ, doanh số của công ty trong 20 năm gần đây, hoặc nhiệt độ ghi nhận tại một trạm quan trắc khí tượng, hoặc công suất điện năng tiêu thụ trong một nhà máy, đó là các ví dụ điển hình cho một chuỗi thời gian. Dưới đây là ví dụ điển hình thể hiện chuỗi thời gian được minh họa bởi Hình 1.2: