תהי מטריצה ריבועית A מסדר n, ויהי ע"ע של A. נגדיר את המרחב העצמי של המטריצה A המתאים לע"ע להיות תת המרחב הלינארי:
עובדה:
v וקטור עצמי של A אם"ם וגם
כלומר, המרחב העצמי הוא אוסף כל הוקטורים העצמיים המתאימים לערך העצמי, יחד עם וקטור האפס (שאינו וקטור עצמי לפי הגדרה).