設 和
為任意序數,則序數指數運算定義如下:如果
則
。如果
不是極限序數,則選擇
使得
,
如果 是極限序數,那麼如果
,
。如果
則,
是大於集合
中任何序數的最小序數 (Rubin 1967, p. 204; Suppes 1972, p. 215)。
請注意,此定義與基數的定義不同,因為 可能不等於
,即使
且
。另請注意
。
序數指數運算的一個常見例子是康托爾第一個ε數的定義。 是滿足
的最小序數。可以證明,它是大於
中任何序數的最小序數。