Et ortonormalt system er et ortogonalt system , hvor hvert element i systemet har enhedsnorm .
For alle elementer i dette system , det skalære produkt , hvor er Kronecker-symbolet :
Et ortonormalt system, hvis det er komplet, kan bruges som grundlag for rummet. I dette tilfælde kan nedbrydningen af ethvert element beregnes ved hjælp af formlerne: , hvor .
Desuden vil dette system af funktioner også være et ortonormalt grundlag i rummet .
Fra ethvert lineært uafhængigt system kan man konstruere et ortonormalt system ved at anvende Gram-Schmidts ortogonaliseringsproces .