SysML的定义包括SysML 语义和SysML 表示法两个部分 。
2004 年1 月12 日，SysML 的非正式组织向OMG 提交了SysML 语言的初步草案，
2004 年8 月2 日向OMG 提交了修改后的SysML0.8 版，
2004 年10 月11 日向OMG 提交了第二次修改后的SysML0.85 版，
2005 年1 月10 日向OMG提交了第三次修改后的SysML0.9[6]版。SysML0.9 版是一个重要的里程碑，确定了核心的系统工程图形。预计SysML1.0正式版将在2005 年的第二季度被OMG 作为标准采纳，
2005年年内工具开发商将推出SysML 的集成支持环境。
语义SysML 为系统的结构模型、行为模型、需求模型和参数模型定义了语义。结构模型强调系统的层次以及对象之间的相互连接关系，包括类和装配。行为模型强调系统中对象的行为，包括它们的活动、交互和状态历史。需求模型强调需求之间的追溯关系以及设计对需求的满足关系。参数模型强调系统或部件的属性之间的约束关系。SysML 为模型表示法提供了完整的语义。
和 UML 一样，SysML 语言的结构也是基于四层元模型结构:元-元模型、元模型、模型和用户对象。元-元模型层具有最高抽象层次，是定义元模型描述语言的模型，为定义元模型的元素和各种机制提供最基本的概念和机制。元模型是元-元模型的实例，定义模型描述语言的模型。元模型提供了表达系统的各种包、模型元素的定义类型、标记值和约束等。模型是元模型的实例，定义特定领域描述语言的模型。用户对象是模型的实例。任何复杂系统在用户看来都是相互通信的具体对象，目的是实现复杂系统的功能和性能。
图形表示SysML 的图形表示是SysML 的可视化表示，是用来为系统建模的工具。SysML 定义了九种基本图形来表示模型的各个方面。从模型的不同描述角度来划分，这九种基本图形分成四类:结构图(Structure Diagram)、参数图(Parametric Diagram)、需求图(Requirement Diagram)和行为图(Behavior Diagram) 。结构图包括类图(Class Diagram) 和装配图(Assembly Diagram)，行为图包括活动图(Activity Diagram)、顺序图(Sequence Diagram)、时间图(Timing Diagram)、状态机图(State Machine Diagram)和用例图(Use Case Diagram)。
