Tỉ lệ thức là một đẳng thức của hai tỉ số. Nếu ta có hai tỉ số $\frac{a}{b}$ và $\frac{c}{d}$, thì tỉ lệ thức được viết dưới dạng $\frac{a}{b} = \frac{c}{d}$ hoặc $a:b = c:d$. Trong đó, $a$ và $d$ được gọi là các ngoại tỉ, còn $b$ và $c$ được gọi là các trung tỉ. Điều kiện để có tỉ lệ thức là các mẫu số phải khác 0, tức là $b \neq 0$ và $d \neq 0$.

Tính chất cơ bản của tỉ lệ thức phát biểu rằng: Nếu $\frac{a}{b} = \frac{c}{d}$ thì tích của các ngoại tỉ bằng tích của các trung tỉ, tức là $a \cdot d = b \cdot c$. Ngược lại, nếu $a \cdot d = b \cdot c$ và $a, b, c, d$ khác 0, ta có thể suy ra tỉ lệ thức $\frac{a}{b} = \frac{c}{d}$. Tính chất này giúp kiểm tra hai tỉ số có lập thành tỉ lệ thức hay không và tìm số chưa biết.

Ta có thể sử dụng tính chất $a \cdot d = b \cdot c$ để tìm một số hạng chưa biết trong tỉ lệ thức. Ví dụ, để tìm $x$ trong tỉ lệ thức $\frac{x}{3} = \frac{4}{6}$, ta áp dụng tính chất: $x \cdot 6 = 3 \cdot 4$. Biến đổi ta có: $6x = 12$ $\Rightarrow x = \frac{12}{6}$ $\Rightarrow x = 2$

Nếu ta có một dãy các tỉ số bằng nhau, ví dụ $\frac{a}{b} = \frac{c}{d}$, thì ta có thể suy ra tính chất dãy tỉ số bằng nhau: $\frac{a}{b} = \frac{c}{d} = \frac{a+c}{b+d}$ (với $b+d \neq 0$). Tính chất này rất hữu ích khi giải các bài toán tìm hai hoặc nhiều số chưa biết khi chúng có mối quan hệ tỉ lệ và biết tổng hoặc hiệu của chúng.