這個被稱之為相對論的基本假設是,不管觀察者以任何速度作自由運動,相對于他們而言,科學定律都應該是一樣的.這對牛頓的運動定律當然是對的,但是現(xiàn)在這個觀念被擴展到包括馬克斯韋理論和光速：不管觀察者運動多快,他們應測量到一樣的光速.這簡單的觀念有一些非凡的結論.可能最著名者莫過于質量和能量的等價,這可用愛因斯坦著名的方程E＝mc＾2來表達（這兒E是能量,m是質量,c是光速）,以及沒有任何東西能運動得比光還快的定律.由于能量和質量的等價,物體由于它的運動所具的能量應該加到它的質量上面去.換言之,要加速它將變得更為困難.這個效應只有當物體以接近于光速的速度運動時才有實際的意義.例如,以10％光速運動的物體的質量只比原先增加了0.5％,而以90％光速運動的物體,其質量變得比正常質量的2倍還多.當一個物體接近光速時,它的質量上升得越來越快,它需要越來越多的能量才能進一步加速上去.實際上它永遠不可能達到光速,因為那時質量會變成無限大,而由質量能量等價原理,這就需要無限大的能量才能做到.由于這個原因,相對論限制任何正常的物體永遠以低于光速的速度運動.只有光或其他沒有內稟質量的波才能以光速運動.
相對論的一個同等卓越的成果是,它變革了我們對空間和時間的觀念.在牛頓理論中,如果有一光脈沖從一處發(fā)到另一處,（由于時間是絕對的）不同的觀測者對這個過程所花的時間不會有異議,但是他們不會在光走過的距離這一點上取得一致的意見（因為空間不是絕對的）.由于光速等于這距離除以所花的時間,不同的觀察者就測量到不同的光速.另一方面,在相對論中,所有的觀察者必須在光是以多快的速度運動上取得一致意見.然而,他們在光走過多遠的距離上不能取得一致意見.所以現(xiàn)在他們對光要花多少時間上也不會取得一致意見.（無論如何,光所花的時間正是用光速——這一點所有的觀察者都是一致的——去除光所走的距離——這一點對他們來說是不一致的.）總之,相對論終結了絕對時間的觀念!這樣,每個觀察者都有以自己所攜帶的鐘測量的時間,而不同觀察者攜帶的同樣的鐘的讀數不必要一致.