时间反演，是把描述物理过程的时间变量换成它的负量的变换，也就是把进程倒过来的变换。基本粒子的强相互作用及电磁相互作用具有时间反演下的不变性，但在弱相互作用过程中，这种对称性也受到了微小的破坏。

时间反演T是指空间坐标保持不变，时间坐标改变符号的变换。即：

(x,y,z,t)T→(x,y,z,－t)

式中T为时间反演算符。此变换下动量为k及自旋为r的粒子变成动量为－k、自旋为－r的粒子。在希尔伯特空间里，时间弱反演算符T为反幺正算符。

强相互作用和电磁相互作用在时间反演变换下不变，如果假设CPT不变，则在弱衰变中已经观测到的CP破坏，此时宇称不守恒。

时间反演可以粗略的通俗理解为“时间倒流”。根据爱因斯坦的相对论，任何宏观物体的运动速度都不可能超过光速，因为速度超过光速时相对论失效。本质上，时间倒流违背了因果律。根据热力学第二定律，宇宙中的熵总是不断增加，因此时间倒流不可能实现。但是可以假想将发生的事件过程用录像机记录下来，然后“倒放”，就可以“观察”到所谓“时间倒流或时间反演”。