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  在字母表集合Σ上的正規語言定義如下:  如果一個語言不是正規語言,它需要一個記憶體至少是Ω(log log "n")的自動機才能辨認。換句話說,DSPACE(o(log log "n"))等於所有正規語言的集合。實際上,大部分的非正規語言需要至少O(log "n")的空間。

  這裡語言的運算參見條目形式語言。

  正則語言也可以以純粹代數的方式來定義。  Σ是一個有窮的字母表,Σ*是Σ上的自由么半群,Σ*構成了Σ上的所有字串。令"M"為一個"有限"么半群,對映"f" : Σ* -> "M"為一個么半群同態,集合"S"是"M"的一個子集,於是"S"的逆同態象"f"("S")是正規的。每一個正規語言都可以依這種方式來定義。  另外一種定義方式藉助於一個等價關係。  取"L"為Σ*的任意子集,定義如下的Σ*上的等價關係~ (叫做“語法關係”): "u" ~ "v",即對Σ*中所有的的字串"w"有"uw"在"L"中當且僅當"vw"在"L"中。於是對正規語言有下面的結論:語言"L"是正規的當且僅當關係~的等價類的數量是有限的(其證明在條目語法么半群中)。在此情況下,等價類的數量就是接受語言"L"的最小確定有限狀態自動機的狀態數。
正則語言又稱正規語言是滿足下述相互等價的一組條件的一類形式語言: