Tia là một phần của đường thẳng, có một điểm gốc và kéo dài vô hạn về một phía. Điểm gốc là điểm bắt đầu của tia. Ví dụ, tia $Ox$ có gốc là $O$ và đi qua điểm $x$. Hai tia đối nhau có chung gốc và tạo thành một đường thẳng, ví dụ tia $OA$ và $OB$ đối nhau nếu $O$ nằm giữa $A$ và $B$.

Đoạn thẳng là một phần của đường thẳng bị giới hạn bởi hai điểm. Hai điểm này gọi là hai mút của đoạn thẳng. Đoạn thẳng bao gồm hai mút và tất cả các điểm nằm giữa chúng. Ký hiệu đoạn thẳng có hai mút $A$ và $B$ là $AB$ hoặc $BA$. Khác với tia, đoạn thẳng bị giới hạn ở cả hai đầu.

Độ dài đoạn thẳng là khoảng cách giữa hai mút của nó, luôn là một số dương. Ví dụ, độ dài đoạn thẳng $AB$ ký hiệu là $AB$. Ta có thể dùng thước thẳng để đo. Nếu $AB = 5$ cm, nghĩa là khoảng cách từ $A$ đến $B$ là 5 cm. Hai đoạn thẳng bằng nhau nếu chúng có độ dài bằng nhau.

Nếu điểm $M$ nằm giữa hai điểm $A$ và $B$ trên đường thẳng, thì $AM + MB = AB$. Ví dụ, nếu $A, M, B$ thẳng hàng và $AM = 2$ cm, $MB = 3$ cm, thì $AB = 5$ cm. Trung điểm $M$ của đoạn thẳng $AB$ là điểm $M$ nằm giữa $A$ và $B$ sao cho $MA = MB$. Khi đó, $MA = MB = \frac{AB}{2}$.