ในการทำทฤษฎีบทสี่สีให้อยู่ในรูปเป็นทางการโดยใช้ทฤษฎีกราฟ เราจะกล่าวว่าจุดยอด (vertices) ในกราฟเชิงระนาบสามารถระบายด้วยสีโดยใช้อย่างมากเพียง 4 สีได้เสมอ โดยไม่มีจุดยอดที่ประชิดกันมีสีเดียวกัน หรือกล่าวสั้นๆ ว่า "กราฟเชิงระนาบทุกกราฟเป็น กราฟ 4 สี (four-colorable) " ทุกพื้นที่ของแผนที่จะถูกแทนด้วยจุดยอดของกราฟ และจุดยอดสองจุดจะเชื่อมกันด้วยเส้นเชื่อม (edge) ก็ต่อเมื่อทั้งสองพื้นที่มีส่วนของขอบร่วมกัน