相對論是關(guān)于時空和引力的基本理論,主要由愛因斯坦創(chuàng)立,分為狹義相對論(特殊相對論)和廣義相對論(一般相對論).相對論的基本假設(shè)是光速不變原理,相對性原理和等效原理.相對論和量子力學是現(xiàn)代物理學的兩大基本支柱.奠定了經(jīng)典物理學基礎(chǔ)的經(jīng)典力學,不適用于高速運動的物體和微觀條件下的物體.相對論解決了高速運動問題；量子力學解決了微觀亞原子條件下的問題.相對論極大的改變了人類對宇宙和自然的“常識性”觀念,提出了“同時的相對性”,“四維時空”“彎曲空間”等全新的概念.
狹義相對論
主條目：狹義相對論
狹義相對論,是只限于討論慣性系情況的相對論.牛頓時空觀認為空間是平直的、各向同性的和各點同性的的三維空間,時間是獨立于空間的單獨一維（因而也是絕對的）.狹義相對論認為空間和時間并不相互獨立,而是一個統(tǒng)一的四維時空整體,并不存在絕對的空間和時間.在狹義相對論中,整個時空仍然是平直的、各向同性的和各點同性的,這是一種對應(yīng)于“全局慣性系”的理想狀況.狹義相對論將真空中光速為常數(shù)作為基本假設(shè),結(jié)合狹義相對性原理和上述時空的性質(zhì)可以推出洛侖茲變換.
廣義相對論
主條目：廣義相對論
廣義相對論是愛因斯坦(Albert Einstein)在1915年發(fā)表的理論.愛因斯坦提出“等效原理”,即引力和慣性力是等效的.這一原理建立在引力質(zhì)量與慣性質(zhì)量的等價性上(目前實驗證實,在10 − 12的精確度范圍內(nèi),仍沒有看到引力質(zhì)量與慣性質(zhì)量的差別).根據(jù)等效原理,愛因斯坦把狹義相對性原理推廣為廣義相對性原理,即物理定律的形式在一切參考系都是不變的.物體的運動方程即該參考系中的測地線方程.測地線方程與物體自身故有性質(zhì)無關(guān),只取決于時空局域幾何性質(zhì).而引力正是時空局域幾何性質(zhì)的表現(xiàn).物質(zhì)質(zhì)量的存在會造成時空的彎曲,在彎曲的時空中,物體仍然順著最短距離進行運動(即沿著測地線運動——在歐氏空間中即是直線運動),如地球在太陽造成的彎曲時空中的測地線運動,實際是繞著太陽轉(zhuǎn),造成引力作用效應(yīng).正如在彎曲的地球表面上,如果以直線運動,實際是繞著地球表面的大圓走.