Zamansal nedensellik döngüsü, zamanda belirli bir anın, bağımsız bir zaman diliminde kendini devamlı tekrar etmesiyle oluşan kuramsal bir olaydır. Zamansal nedensellik döngüsü; uzayzamanın, içindeki yerel bir zaman diliminin sonsuza kadar kendini tekrar edecek şekilde bozunması durumudur. Başka bir deyişle zamansal nedensellik döngüsü, neden-sonuç zincirinin dairesel olduğu teorik bir olgudur. Örneğin, eğer A olayı B olayına, B olayı C olayına ve C olayı da A olayına neden oluyorsa, bu olayların nedensellik döngüsü içinde olduğu söylenebilir. Zamansal nedensellik döngüsü olağan uzayzamandan ayrı olduğundan dolayı; zaman, bu anormal olayda bulunmayanlar için normal akarken, olayın içinde yer alanlar aynı zaman dilimini tekrar ederler. Zamansal nedensellik döngüsü sadece olayların birebir aynı şekilde ve sonsuza dek tekrar edeceğini belirtmez, aynı zamanda küçük değişikliklerin olabileceğini de öne sürer – hatta döngü devam ettikçe artacaklarını savunur. Bilim kurguda güçlü ve sürekli déjà vular –daha önce birkaç kere gerçekleşmiş olan olayların, tekrar yaşanıyormuş hissi vermesi- zamansal nedensellik döngüsünün uyarıcı işaretleri olarak kabul edilmiştir.
