Es una recta $r$ tal que, si la figura fuese doblada sobre ella, las configuraciones de cada lado se superpondrían exactamente una sobre la otra. Cada uno de los lados definidos por la recta contiene una configuración que es copia exacta de la del otro lado. En este sentido, el eje de simetría establece una correspondencia entre pares de puntos de la figura: $P$ y $P'$ son simétricos (por definición) si $r$ es mediatriz del segmento $PP'$. Un cuadrado tiene 4 ejes de simetría. Los triángulos con simetría axial son isósceles. El eje de simetría de los lados de un ángulo es su bisectriz.
