Podstawową rolę gra tu tensor metryczny.

Niech będzie rozmaitością wymiaru i niech dany będzie układ współrzędnych krzywoliniowych, tak że każdy punkt rozmaitości ma określone współrzędne krzywoliniowe

Odległość infinitezymalna Tensor metryczny definiuje infinitezymalne odległości między punktami: długość wektora łączącego punkt z infinitezymalnie odległym punktem zadana jest wzorem

gdzie:

to współrzędne tensora metrycznego (będące funkcjami położenia ).

Odległość dowolnych punktów Dla punktów rozmaitości dowolnie odległych metrykę definiuje się jako kres dolny zbioru, zawierającego długości krzywych ciągłych i różniczkowalnych, łączących punkty czyli

gdzie:   – infimum, czyli kres dolny zbioru,   – długość krzywej

przy czym krzywa dana jest przez równań parametrycznych

oraz

Dla przestrzeni riemannowskich (np. sfera) i pseudoriemannowskich (np. pseudosfera) odległość punktów jest wyznaczona przez łuk krzywej geodezyjnej. (W przypadku sfery będzie to łuk koła wielkiego, łączącego dwa dane punkty). Czasoprzestrzeń jest 4-wymiarową przestrzenią pseudoriemannowską. Odległość w przestrzeniach pseudoriemannowskich może być zerowa. Np. w czasoprzestrzeni jest tak dla punktów – tzw.