Au sens strict, l'expression aire sous la courbe désigne l'aireA du domaine délimité par une courbe (représentée dans un diagramme x-y) et trois droites (l'axe des abscisses x, et deux verticales d'abscisses a et b). Si la courbe a pour équation , l'aire est . Cette aire n'est une véritable superficie (exprimable par exemple en m2) que si la fonction f n'a que des valeurs positives (ou nulles) sur l'intervalle [a,b] et si l'abscisse comme l'ordonnée sont des longueurs (avec le même choix d'unité, le mètre par exemple).
Au sens large on parle d'aire sous la courbe pour l'intégrale , même quand les conditions ci-dessus ne sont pas réunies. Il ne s'agit plus alors d'une aire véritable au sens de la géométrie.
En physique, on parle souvent d'aire sous la courbe pour l'intégrale alors que les coordonnées x et y représentent des grandeurs physiques de dimensions différentes. Si x et y représentent par exemple un déplacement et une force, l'aire est la représentation graphique d'une énergie (x et y s'exprimant en mètres et en newtons, A s'exprime en joules).