El producto interno de Hilbert-Schmidt para dos operadores y en un espacio de Hilbert se define como:
donde denota el adjunto de , y denota la traza del operador.
Este producto interno induce una norma, llamada norma de Hilbert-Schmidt, definida como:
Esta definición asume que los operadores actúan sobre un espacio de Hilbert complejo y son de dimensión finita o, en el caso de dimensión infinita, que son compactos de manera que la traza esté bien definida.