时间序列的变化可能受一种或几种因素的影响，这种因素称为时间序列的成分。时间序列的成分通常有长期趋势（T）、季节变动（S）、循环波动（C）和不规则波动（D）等四种。
长期趋势（T）是时间序列在较长一段时间内呈现的持续上升或持续下降的变动。这种趋势可能是线性的，也可能是非线性的。
季节变动（S）是时间序列在一年内重复出现的周期性波动。例如，旅游、商品销售、农业生产、交通运输等行业的生产经营史都有明显的季节变动特征。
循环波动（C）是时间序列呈现出的非固定长度的周期性变动。例如，经济周期有涨落相见的交替波动，周期长短不一，无固定规律。不规则波动（I）是时间序列中除去长期趋势、季节变动和循环波动之后的随机波动。
不规则波动往往是由一些偶然因索引起的，难以预测和控制，因此在时间序列预测中通常不予单独考虑。
一个时间序列可能只包含一种成分，也可能是由几种成分混合而成的。时间序列分析时经常在一定的模型假定下把这些成分从时间序列里分离出来，对各成分分别进行分析。
不同的模型中对四种成分之间的关系假定不同，如加法模型中假定Tt=Tt+St+Ct+It，乘法模型中假定Tt=TtxStxCtxIt