1905年，基于光速不变和相对性两个假设，爱因斯坦发表狭义相对论，得出光速不可超越，尺缩钟慢和最美的科学公式E=mc^2三大结论。可狭义相对论只适用于引力和加速运动都不存在的惯性参照系，这样的参考系整个宇宙恐怕都不存在，因为引力实在是太普遍了，而加速度精确等于零也是相当罕见。
直到19，爱因斯坦终于建立在宇宙中可被广泛应用的广义相对论。用一句话概括这一天才的构想，就是物质告诉时空如何弯曲，时空告诉物质怎么运动。以太阳系为例，正是太阳的巨大质量使得空间弯曲，而地球运行的轨道，也正是太阳扭曲空间的形状，这就把牛顿的万有引力概括其中。
本来平坦的空间被太阳压弯，而周围的地球不得不在凹陷下去的空间中滑向太阳的方向当然，行星所运行的椭圆轨道并不能反映真实的空间弯曲，这是因为行星本身就具备一定的质量，并在成型的初期已经具备一定的初速度，这就导致行星的运行其实是引力和宇宙膨胀妥协的结果。而唯一沿着空间弯曲运动的事物就是光线，光速永远是一个常数，且不具备任何质量。
为此，爱因斯坦预测：当光线经过太阳时会因空间扭曲而发生偏折，随后这一预言在19被英国天文学家爱丁顿在日全食证实，而近日所发现的引力波再次证实了百年前的爱因斯坦预言。所以，广义相对论已经一定程度上突破了惯性参考系的约束，可以解释宇宙中多数现象。之所以依然叫做相对论，是因为受观察者所在的引力场和运动速度的限制，空间的尺度和时空的快慢依然是相对而言。
