基本的にはplotしたらすぐ結果を確認したいわけですが、サーバーとかで連続的に計算してグラフだけ作っておいて、あとで全部確認みたいなことをしたいとき、ウィンドウが表示できないと、RuntimeError: Invalid DISPLAY variableが飛びます。
そんなときは、以下のように書けばOK。

import matplotlib
matplotlib.use('Agg')
import pylab

pylab.plot([1,2,3])
pylab.savefig('temp.png')

まあ、ここに書いてあることそのままなんですが、自分用のメモに。

ちなみに、AggはPNG用のBackendです。なので、PDFにしたければ、AggのところをPDFにするだけで、グラフがPDFとして保存されます。このBackendが普段はディスプレイ出力を伴うように設定されているというわけです。