신뢰성 이론은 신뢰성 공학의 기초이다. 공학적 목적에서 신뢰성은 다음과 같이 정의된다.
"어떤 장치가 그 의도된 기능을 명세된 기간동안 공인된 조건 하에서 수행할 확률"

신뢰성 공학은 다음과 같은 네 가지 주요 요소를 고려한다

첫째, 신뢰성은 확률이다. 이는 고장이 무작위 현상으로 여겨진다는 것이다
다만 고장의 가능성은 시간에 따라 변하여 주어진 확률 함수를 따른다

둘째, 신뢰성은 의도한 기능에 대하여 예측된다. 일반적으로 이를 고장 없는 작동으로 여긴다
시스템 규격이 신뢰성 측정 기준이 된다

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세째, 신뢰성은 정해진 기간동안 적용된다
어떤 시스템이 t라는 시간 이전에 고장 없이 작동할 확률이 명시되어 있다는 것을 말하며
시간 이외의 단위도 때때로 사용된다. 자동차 산업에서는 신뢰성을 거리로 명시할 수 있고,
 군대에서는 총의 신뢰성을 발사한 횟수로 명시할 수 있다. 기계장비는 작동 싸이클수로
신뢰성 등급을 받을 수도 있다 

네째, 신뢰성은 주어진 조건 아래에서의 작동에 한정된다
이 조건이 필요한 이유는 무제한의 조건을 상대로 어떤 시스템을 설계하는 것은 불가능하기 때문이다.
화성 무인 탐사차는 가족 승용차와는 다른 조건이 주어질 것이다.