Ta có một đa đồ thị G:=(V, E) với:

• V là một tập các đỉnh.
• E là một đa tập các cặp đỉnh không có thứ tự, cạnh không có hướng.

Đa đồ thị có thể được dùng trong mô hình các chuyến bay bởi các hãng hàng không. Trong trường hợp này đa đồ thị sẽ là một đồ thị có hướng với những cặp cạnh có hướng song song nhau nối các thành phố để cho biết có thể bay từ vị trí này đến vị trí kia.

Một số tác giả cũng cho phép đa đồ thị có khuyên, nghĩa là có một cạnh nối một đỉnh với chính nó, trong khi những người khác gọi là pseudographs và cho rằng đa đồ thị (multigraph) là không có khuyên.