Пусть — две случайные величины, определённые на одном и том же вероятностном пространстве. Тогда их ковариация определяется следующим образом:
,
где — оператор математического ожидания.
Предполагается, что все математические ожидания в правой части данного выражения определены.
Замечания
Если , то есть имеют конечный второй момент, то ковариация определена и конечна.
В гильбертовом пространстве несмещённых случайных величин с конечным вторым моментом ковариация имеет вид и играет роль скалярного произведения.