Diagram Minkowskiego wprowadził Hermann Minkowski w 1908 roku. Oś czasu skaluje się na nim przez prędkość światła, tak aby promień światła biegł pod kątem 45° do osi. Na jednym rysunku nanosi się układy współrzędnych dwóch obserwatorów poruszających się względem siebie, a ich wzajemnie nachylone osie bezpośrednio pokazują względność równoczesności, dylatację czasu i skrócenie długości. Stożek świetlny dzieli przy tym czasoprzestrzeń na obszary związane i niezwiązane przyczynowo z danym zdarzeniem oraz pokazuje, dlaczego prędkość światła jest prędkością graniczną.
Poza klasycznym, asymetrycznym diagramem Minkowskiego stosuje się też symetryczny diagram Loedela, w którym oba układy są równouprawnione, oraz poglądowy diagram Epsteina. Diagram przedstawia fragment czasoprzestrzeni Minkowskiego, zwykle ograniczonej do jednego wymiaru przestrzennego.
Podstawowe pojęcia thumb|Przykładowy wykres położenia w funkcji czasu: obiekt oddala się od początku ze stałą prędkością, zatrzymuje się, a następnie wraca. Diagram czasoprzestrzenny powstaje z takiego wykresu przez zamianę kierunków osi