两条直线的位置关系有平行、相交、共线和异面4种。

在同一平面内，两条直线的位置关系有三种：平行、重合、相交。在空间中两条直线的位置关系有四种：平行、相交、共线和异面。

假定两直线不平行，那么就必定相交。这样，这两条不平行的直线就与第三条相截的直线构成一个三角形。其中的一个同位角就成了三角形的外角。

因为三角形的外角等于与它不相邻的两个内角的和，即：其中的一个同位角等于另一个同位角和不相邻的内角的和。所以，其中的一个同位角不等于另一个同位角。也就是两直线不平行同位角不相等，反之必定成立。