Теорему Менелая пов'язують з Менелаєм з Александрії (бл. 100 до н. е.), це теорема про трикутник на площині. Нехай дано точки A, B, C, які утворюють трикутник ABC і точки D, E, F, які лежать на прямих BC, AC, AB. Тоді теорема стверджує, що якщо D, E, F колінеарні, то:
Обернена теорема Менелая. Якщо для точок D, E, F, які лежать на прямих BC, CA i AB, що визначають трикутник ABC виконується співвідношення , то ці точки лежать на одній прямій. В цій рівності та ін., означають лінійний розмір відрізків, який допускає від'ємне значення. Для прикладу, відношення вважається додатнім тільки якщо пряма DEF перетинає сторону AB і так само для інших двох відношень.
Тригонометричний еквівалент: , де всі кути — орієнтовані. В сферичній геометрії теорема Менелая набуває вигляду
У гіперболічній геометрії теорема Менелая набуває вигляду
Джерела