Đường thẳng là một khái niệm nguyên thủy không định nghĩa, được sử dụng làm cơ sở để xây dựng các khái niệm toán học khác. Đường thẳng được hiểu như cái gì đó không có chiều rộng (không gian một chiều) có độ cong bằng không tại mọi điểm.
Trong hình học ơclit, nếu cho một đường thẳng và hai điểm A và B, một tia, hay nửa đường thẳng, có gốc A và đi qua B là tập hợp các điểm C trên đường thẳng sao cho A và B đều thuộc tập hợp này và A không nằm giữa C và B. Điều này có nghĩa là, trong hình học, một tia phát xuất từ một điểm rồi đi mãi về một hướng
đoạn thẳng là một phần của đường thẳng mà bị giới hạn bởi hai đầu mút, và là quỹ tích của tất cả những điểm nằm giữa hai đầu mút này trong quan hệ thẳng hàng.
