記号
通用的區間記号中，圓括号表示“排除”，方括号表示“包括”。例如，區間(10,20)表示所有在10和20之間的實數，但不包括10或20。另一方面，[10,20]表示所有在10和20之間的實數，以及10和20。而當我們任意指一個區間時，一般以大寫字母I記之。
有的國家是用逗号來代表小數點，為免産生混淆，分隔兩數的逗号要用分号來代替。例如[1,2.3]就要寫成[1;2,3]。否則，若隻把小數點寫成逗号，之前的例子就會變成[1,2,3]了。這時就不能知道究竟是1.2與3之間，還是1與2.3之間的區間了。
在法國及其他一些歐洲國家，是用]與[代替。比如(1，2)寫成]1，2[，[2，3）寫成[2，3[。這種寫法原先也包括在國際标準化組織編制的ISO 31-11内。ISO 31-11是一套有關物理科學及科技中所使用的數學符号的規範。在2009年，已由新制訂的ISO 80000-2所取替，不再包括]與[的用法。
定義
用集合的語言，我們定義各種區間為：
注意(a,a)(a,a],[a,a)均是代表空集，單元素集合不能用區間表示，如集合{0}不能表示為[0]或[0,0]。而當a>b時，上述的四種記号一般都視為代表空集。區間不為空集時，a,b稱為區間的端點。一般定義b-a為區間的長度。區間的中點則為(a+b)/2。
區間[a,b]有時也稱為線段。（不為空集或單元素集的話）
除了表示區間，圓括号和方括号也有其他用法，視乎語境而定。譬如(a,b)也可表示集合論中的有序對丶解析幾何中點的坐标，線性代數中向量的坐标，有時也用來表示一個複數，有時在數論中，用(a,b)表示整數a,b的最大公約數。[a,b]也偶爾用作表示有序對，尤其在計算機科學的範疇裡。同樣在數論裡，用[a,b]表示整數a,b的最小公倍數。
有部分作者以]a,b[來表示區間(a,b)在實數集裡的補集，即是包含了小于或等于a的實數，以及大于或等于b的實數.
無限區間
我們可以用符号來表示區間在某方向上無界。具體定義如下：
特别地，(0,)表示正實數集，亦記作.[0,]則表示了非負實數集。
如果區間是單側無界，也稱為射線或半直線。如果它包含有限端點，則稱其為閉射線或閉半直線。如果不包含有限端點，則稱其為開射線或開半直線。
一般使用的便是以上五種記号，而[],[),[],(],[]等的寫法則相當少見。有的作者假定區間為實數集的子集，對于他們來說，這些寫法要麽是無意義，要麽就是跟用圓括号的意思沒兩樣。在後者的情況下，我們可以寫作()=[]=[)=(]。于是實數集可被視為又開又閉的區間。
如果我們考慮擴展的實數軸，那麼這四種寫法是有數的區間。
一般而言，對于整數a,b，具體寫作：。
除了[a..b]，也有{a..b}和a..b的寫法，意思一樣。
[a..b]的記号被用于一些程式語言，例如Pascal和Haskell。
如果一個整數區間是有界的話，那麽它必然包含最小數a和最大數b。因此，如果想定義去掉最小數或最大數的區間，隻需用[a..b-1],[a+1..b]或[a+1..b-1]表示。無需像實數區間般引進[a..b)或(a..b)的記号。
分類
實數區間一共可分成11種，如下所列。其中a,b是實數，且a
#1、#4、#8、#10、和#11可稱為“開區間”（标準拓撲下是開集），#1、#2、#3、#7、#9和#11可稱為“閉區間”（标準拓撲下是閉集）。#3和#4有時稱為“半開區間”或“半閉區間”。#1和#11同時為“開”和“閉”，并非“半開”、“半閉”。
區間表示法
區間表示法是指在實數線上，以視覺化的方式表示出一個區間的範圍。亦指以區間形式給出（含有一個未知數x的）不等式的解集。
性質
上述的各種區間正是實數軸上的全體連通子集。由此可推得，一個區間在連續函數下的像也是一個區間，這是介值定理的另外一個表述。
區間也恰好涵蓋了實數集的所有凸的子集。另，設X是的一個子集，如果Y是包含X的最小閉區間（即如果Z是另一個包含X的閉區間，Y也包含于Z），便是Y的凸包。實際上,。
任意一組區間的交集仍然是區間。兩個區間的并集是區間，當且僅當它們的交集非空，又或者一個區間所不包含的端點，恰好是另一個區間包含的端點。例如：。
如果把當作度量空間，它的開球便是區間（r為正數），閉球便是區間[c-r,c+r]。
定義推廣
多維區間
一個n維區間可定義為的子集，其為n個區間的笛卡爾積，即。
n=2時，一般來說是定義了一個長方形，它的長和寬分别平行于兩條坐标軸。n=3時，一般的是定義了一個長方體，它的各邊同樣是平行于坐标軸。
複數區間
複數的區間可定義成複平面上的一個區域，兩種合理的選擇是長方形或圓盤。
區間算術
區間算術又稱區間數學、區間分析、區間計算，在1950、60年代引進以作數值分析上計算舍去誤差的工具。
區間算術的基本運算是，對于實數線上的子集[a,b]及[c,d]：
被一個包含零的區間除，在基礎區間算術上無定義。
區間算術的加法和乘法符合交換律、結合律和子分配律：集X(Y+Z)是XY+XZ的子集。
