La velocità istantanea ha una interessante interpretazione geometrica nel grafico spazio-tempo di un corpo. Consideriamo un intervallo Δt = t₄ − t₁ che contiene l’istante T. La velocità media del corpo in questo intervallo è uguale alla pendenza della retta passante per i due punti del grafico spazio-tempo corrispondenti agli estremi dell’intervallo. Questa retta è una secante del grafico spazio-tempo. Prendendo intervalli di tempo sempre più piccoli contenenti T, la secante tende a diventare la retta tangente al grafico nel suo punto di ascissa T. 

La velocità all’istante T è la pendenza della tangente al grafico spazio-tempo nel suo punto di ascissa T.