위상 공간은 순서쌍 [latex](X, tau)[/latex]로 정의되며, 여기서 [latex]X[/latex]는 집합이고 [latex]tau[/latex]는 [latex]X[/latex]의 부분집합들(개집합)의 모음으로, 다음 세 가지 공리를 만족합니다. 1) 공집합 [latex]emptyset[/latex]과 [latex]X[/latex] 자체는 [latex]tau[/latex]에 속합니다. 2) [latex]tau[/latex]에 있는 임의의 개수의 집합들의 합집합 또한 [latex]tau[/latex]에 속합니다. 3) [latex]tau[/latex]에 있는 임의의 유한개의 집합들의 교집합 또한 [latex]tau[/latex]에 속합니다.





