一個系統，在零初始條件下，其輸出響應與輸入信號施加于系統的時間起點無關，稱為非時變系統，否則稱為時變系統。

特性隨時間變化的系統，又稱變系數系統。火箭是時變系統的一個典型例子，在飛行中它的質量會由于燃料的消耗而隨時間減少；另一個常見的例子是機械手，在運動時其各關節繞相應軸的轉動慣量是以時間為自變量的一個復雜函數。

時變系統的特點是，其輸出響應的波形不僅同輸入波形有關，而且也同輸入信號加入的時刻有關。這一特點增加了分析和研究的復雜性。對于時變系統來說，即使系統是線性的,也只能采用時間域的描述。描述的基本形式是變系數的微分方程或差分方程。時變系統的運動分析比定常系統要復雜得多。在工程中，應用最廣的是所謂凍結系數法，這一方法的實質是在系統工作時間內，分段將時變參數“凍結”為常值，從而可分段地把系統看成為定常系統進行研究。通常，凍結參數法只對參數變化比較緩慢的時變系統才有效。對時變系統控制的一個可能的方案是，在采用估計器對參數進行在線估計的同時，采用適應控制系統實現控制。

在工程中，應用最廣的是所謂凍結系數法，這一方法的實質是在系統工作時間內，分段將時變參數“凍結”為常值，從而可分段地把系統看成為定常系統進行研究。通常，凍結參數法只對參數變化比較緩慢的時變系統才有效。對時變系統控制的一個可能的方案是，在采用估計器對參數進行在線估計的同時，采用適應控制系統實現控制。

時不變系統是輸出不會直接隨著時間變化的系統。

如果輸入信號 產生輸出y(t)，那么對于任意時間延遲的輸入 將得到相同時間延遲的輸出  。

如果系統的傳遞函數不是時間的函數，就可以滿足這個特性。 這個特性也可以用示意圖的術語進行描述

如果一個系統是時不變的，那么系統框圖與任意延時時刻的框圖都是可以互換的。

為了表明如何確定系統是時不變系統，我們來看兩個系統：

系統 A:

系統 B:

由于系統 A 除了x(t)與 y(t)之外還顯式地依賴于 t 所以它是時變系統，而系統 B 沒有顯式地依賴于時間 t 所以它是時不變的