En el inicio de la ingeniería de tráfico, la mayoría de los estudios de tráfico, parten de la obtención de la serie de hechos que se realizan estadísticamente, desarrollando una serie de funciones, a consecuencia de este análisis, que presentan una visión más o menos general de la zona estudiada.
Sin embargo, poco después de 1920, se inició el estudio teórico sobre la capacidad vial, donde ciertos investigadores abordaron los problemas de tráfico y las relaciones básicas del desplazamiento desde un punto de vista puramente teórico. No obstante, se siguen considerando ciertos aspectos de la circulación, como fenómenos aleatorios, tratándose estos actos desde un punto de vista puramente estadístico.
La ingeniería de tráfico, en algunos aspectos, se fundamenta en la dinámica de fluidos, comparándose el desplazamiento por un viario con el recorrido de un fluido por un conducto. Este concepto, por analogía y una serie de leyes teóricas, se ha consolidado en los estudios de capacidad y estabilidad de la circulación. La teoría del tráfico, trata de establecer una definición y una representación gráfica, que se verifica en un espacio con un límite inferior, aportado por las condiciones físicas del medio en el que se realiza el desplazamiento, y un límite superior, abierto a la libertad de los propios movimientos de los individuos, independientemente del medio utilizado.
El espacio en el que se desarrolla el tráfico vial, en contraposición al espacio de dos dimensiones de la navegación marítima o al espacio tridimensional de la navegación aérea, es un espacio casi unidimensional, pero bidimensional en el lenguaje de la física, dentro de las variables tiempo espacio, y que puede ser representado en diagramas planos.
En esta representación, el recorrido aparece como la línea, cuya pendiente indica la velocidad del medio a través del espacio. Esta línea se caracteriza por la unicidad de su existencia (sólo se puede recorrer una vez). Este tipo de línea se denomina como línea de vida. Por tanto, el tráfico es el conjunto de todas las líneas de vida del mundo de la circulación vial.
En el gráfico espacio-tiempo (x, y) de un desplazamiento, una línea horizontal elimina la coordenada del espacio y representa por lo tanto la observación local de la circulación en una sección transversal fija. En cambio una línea vertical, anula el tiempo, y representa una observación momentánea del movimiento desde un punto de vista cenital o elevado.
Una recta inclinada representa la observación desde un vehículo en circulación constante, mientras que la intersección de dos rectas representan el alcance y adelantamiento de los vehículos con distintas velocidades.