В предыдущем параграфе мы рассмотрели классическое определение вероятности для случая, когда пространство элементарных событий
конечно. Однако во многих практических ситуациях пространство
является бесконечным (даже несчетным).
Например, пусть опыт состоит в произведении выстрела по круглой мишени
. В этом случае пространство элементарных событий
бесконечно. Оно совпадает с множеством точек
.
Определение вероятности событий в общем случае (для произвольных пространств
) строится аксиоматическим методом.
Система аксиом теории вероятности была построена в
веке выдающимся советским математиком, академиком А. Н. Колмогоровым.
В аксиоматике А. Н. Колмогорова случайное событие
отождествляется с соответствующим подмножеством пространства элементарных событий. Например, случайное событие, состоящее в том, что «на игральном кубике выпало нечетное число очков» есть подмножество
пространства элементарных событий 
Такой подход удобен тем, что благодаря ему операциям над случайными событиями, таким как, сумма и произведение, соответствуют операции объединения (или суммы) и пересечения (произведения) множеств.
Пусть задано некоторое множество
. Его будем называть пространством элементарных событий, а элементы
будем называть элементарными событиями.
Для любого подмножества
будем обозначать через
- дополнение множества
.
Случайными событиями будем называть систему
подмножеств множества
, такую что
1.
;
2. Если
, то
;
3. Если
, то
и 
Напомним, что
и
также обозначаются, как
и
соответственно.
Замечание. Если
конечно, то система
представляет собой все возможные подмножества
.
Определим в общем случае понятия совместных, несовместных, достоверных и недостоверных событий.
Определение. Рассмотрим случайные события
Они называются несовместными, если 
Определение. Пусть
. Тогда события
и
называют противоположными. Событие
называется достоверным, а событие
(пустое множество) называется невозможным.
Определение. Система подмножеств
со свойствами 1, 2, 3 называется алгеброй событий.