直接证据与案件主要事实的证明关系是直接的，单独一个直接证据可以不依赖于其他证据，以直接证明的方式对案件的主要事实起到证明作用。间接证据对案件主要事实的证明，必须与其他证据结合起来，以推论的方式即间接证明的方式起证明作用单独一个间接证据不能直接证明案件的主要事实，它只能证明案件主要事实的某一情节片断，同其他证据结合起来才能证明案件的主要事实。
所谓案件主要事实，是指当事人系争议之主要事实或诉讼的主要标的。案件的性质和类型不同：其主要事实的内容就不同，从而直接证据和间接证据的范围也就不同。在刑事诉讼中，案件主要事实是指被追诉人是否实施了被指控的犯罪事实，它包括两个方面：犯罪行为是否确已发生和该行为是否为被追诉人所为。因此，凡是能够单独、直接证明犯罪嫌疑人、被告人实施了犯罪行为或者没有实施犯罪行为的证据，就是直接证据。民事案件的主要事实是民事当事人之间争议的民事法律关系是否发生、变更或消灭的事实。因此，凡是能单独、直接证明或否定民事当事人之间争议的民事法律关系发生、变更或消灭的证据，就是直接证据。行政案件的主要事实是指行政机关的具体行政行为是否合法的事实，凡是能够单独、直接证明或否定行政机关具体行政行为的合法性的证据，就是直接证据。
实践中直接证据主要有以下五种：其一，当事人的陈述。包括刑事被害人陈述，犯罪嫌疑人、被告人供述和辩解，民事诉讼当事人的陈述，行政诉讼当事人的陈述等不同的诉讼证据。需要注意的是，并不是所有当事人的陈述都可以成为直接证据，只有能单独直接证明案件主要事实的当事人陈述才是直接证据，如刑事被害人陈述，只有当其能指明是谁实施了犯罪行为时，才可以成为直接证据。当然，由于当事人是案件的亲历者，其陈述大多能直接证明案件主要事实，是最常见的直接证据。另外，对于犯罪嫌疑人、被告人的供述和辩解，其中犯罪嫌疑人、被告人承认自己有罪的供述是证明有罪的直接证据，而犯罪嫌疑人、被告人否认自己有罪的证据是证明无罪的直接证据。其二，能证明案件主要事实的证人证言。如能够指出犯罪人是谁的证人证言、能够证明民事法律关系是否发生、变更或消灭的证人的证言，以及行政机关实施具体行政行为时在场人员所作的关于具体行政行为是否合法的证言。其三，能证明案件主要事实的书证。书证是以其记载的内容来证明案件事实的，如果其记载的内容能直接证明案件主要事实，就可以成为直接证据，如署名的反动标语;被害人所记载的遭受某人侵害的日记;共同犯罪中犯罪分子之间互相通报犯罪准备或实施情况的信件;民事诉讼中的合伺借条、收据以及当事人之间的来往信函等;行政诉讼中，行政机关作出的行政处罚决定书和出具的有关文件、公函、证明等。其四，能证明案件主要事实的视听资料。如公共场所安装的监控录像，恰巧将某人行窃的过程录下，依据录像又可以将该人辨认出来，该录像便可以成为直接证据。其五，在特定情况下，能直接证明是谁实施了犯罪行为的物证。物证一般不能成为直接证据，但在少数特定的情况下，也可以成为直接证据，如某人随身携带枪支、弹药、毒品等违禁品，这时上述物品以其所处的位置证明行为人实施了私藏枪支、弹药和非法持有毒品的行为，从而成为直接证据。再如民事诉讼中，当场购买的货物能够直接证明民事法律关系是否发生、变更或消灭，亦为直接证据。
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