MTBF 定義為機械或電子系統在正常運作期間，兩次固有故障之間的預期經過時間，可以按「系統故障之間運作時間的算術平均值」計算。兩個要點必須抓緊：第一，MTBF 適用於可修復系統——設備故障後維修再投入運作，才有「兩次故障之間」可言；第二，MTBF 針對正常壽命期內的固有（隨機）故障，不包括新品的早期故障，也不包括壽命末段的磨損老化。
在故障率恆定的假設下，MTBF 是故障率 λ（單位時間的故障頻率）的倒數：MTBF ＝ 1／λ。故障率越低，MTBF 越高，設備在統計上越可靠。電子元件故障率的參考條件與換算模型，在國際標準 IEC 61709 中有詳細規定。
| 指標 | 全稱 | 適用對象 | 量度內容 |
|---|---|---|---|
| MTBF | Mean Time Between Failures | 可修復系統（伺服器、電源、交換機） | 兩次故障之間的平均運作時間 |
| MTTF | Mean Time To Failure | 不可修復產品（燈泡、保險絲） | 由投入使用到失效的平均時間 |
| MTTR | Mean Time To Repair | 可修復系統 | 由故障到修復的平均時間 |
三者合起來描述系統可用性：MTBF 越長、MTTR 越短，系統可用率越高。規劃維護合約與備件策略時，三個指標應一併考慮。
硬碟規格書常見「MTBF 1,000,000 小時」或「MTBF 2,500,000 小時」。換算成年是 114 年以至 285 年——顯然沒有硬碟可以用這麼久。正確理解方法：
監控碟與桌面碟的設計差異詳見監控硬碟與桌面硬碟分別。
可靠性工程以「浴缸曲線」描述產品故障率隨時間的變化：早期故障期——製造缺陷令新品故障率偏高，隨缺陷品被淘汰而下降；正常壽命期——故障率低而平穩，故障屬隨機性質，MTBF 描述的正是這一段；磨損期——元件老化令故障率再度攀升。因此 MTBF 極高的設備，新機仍可能早夭（靠保用期保障），用盡壽命後亦必然老化（靠更換週期管理）——MTBF、保用期、設計壽命三者缺一不可。
各廠測試假設不同，MTBF 只宜在同類產品之間比較相對高低，跨類別（例如硬碟對交換機）比較沒有意義。傳統可靠性預測方法多源自美國軍方的 MIL-HDBK-217F 手冊，各廠採用的預測模型不同亦是數值不可直接比較的原因之一。
以年化故障率乘以設備數量，估算每年預期故障宗數，據此預留備件、規劃 RAID 冗餘與維護人手。
硬碟另有年工作負載額定（TB/年），連同 MTBF 一併閱讀，確保使用場景不超出設計條件。
MTBF 再高也不等於不會壞：閉路電視儲存、核心網絡等關鍵系統應以 RAID、雙電源、備份等冗餘設計消化單點故障。
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