Sind alle Eigenwerte $\lambda_1,\dots,\lambda_k$ paarweise verschieden, so sind die zugehörigen Eigenräume linear unabhängig und ihre Dimensionen addieren sich zu $n$. Damit existiert eine Basis aus Eigenvektoren, und $A$ ist diagonalisierbar. Über $\mathbb{R}$ gilt dies, solange alle Eigenwerte reell sind; bei einer reellen Matrix mit komplexen Eigenwerten gilt die Aussage über $\mathbb{C}$.