相对论的基本假设是相对性原理,即物理定律与参照系的选择无关.狭义相对论和广义相对论的区别是,前者讨论的是惯性参照系,（匀速直线运动的参照系）之间的物理定律,后者则推广到具有加速度的参照系中（非惯性系）,并在等效原理的假设下,广泛应用于引力场中.相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱.经典物理学基础的经典力学,不适用于高速运动的物体和微观领域.相对论解决了高速运动问题；量子力学解决了微观亚原子条件下的问题.相对论颠覆了人类对宇宙和自然的“常识性”观念,提出了“时间和空间的相对性”、“四维时空”、“弯曲空间”等全新的概念.狭义相对论提出于1905年,广义相对论提出于1915年（爱因斯坦在1915年末完成广义相对论的创建工作,在1916年初正式发表相关论文）.
换句话说艾萨克牛顿的万有引力定律是只限与绝对空间而无法解释一些不是绝对空间的东西.如水星的轨道（当时困扰了好几代天文学家的东西）而爱因斯坦的相对论可以.
由于牛顿定律给狭义相对论提出了困难,即任何空间位置的任何物体都要受到力的作用.因此,在整个宇宙中不存在惯性观测者.爱因斯坦为了解决这一问题又提出了广义相对论.
狭义相对论最著名的推论是质能公式,它说明了质量随能量的增加而增加.它也可以用来解释核反应所释放的巨大能量,但它不是导致原子弹的诞生的原因.而广义相对论所预言的引力透镜和黑洞,与有些天文观测到的现象符合.（如水星轨道,爱丁顿应爱因斯坦邀请观测到的光经过太阳被扭曲的空间发生1.75分的偏折等）
推论关系
相对论的一个非常重要的推论是质量和能量的关系.爱因斯坦关于光速对于任何人而言都应该显得相同.这意味着,没有东西可以运动得比光还快.当人们用能量对任何物体进行加速时,无论是粒子或者空间飞船,实际上要发生的事,它的质量增加,使得对它进一步加速更加困难.要把一个粒子加速到光速要消耗无限大能量,因而是不可能的.正如爱因斯坦的著名公式E=MC^2所总结的,质量和能量是等效的.
除了量子理论以外,1905年刚刚得到博士学位的爱因斯坦发表的一篇题为《论动体的电动力学》的文章引发了二十世纪物理学的另一场革命.文章研究的是物体的运动对光学现象的影响,这是当时经典物理学面对的另一个难题.
建立相对论
爱因斯坦于1915年进一步建立起了广义相对论.狭义相对性原理还仅限于两个相对做匀速运动的坐标系,而在广义相对论性原理中匀速运动这个限制被取消了.他引入了一个等效原理,认为我们不可能区分引力效应和非匀速运动,即非匀速运动和引力是等效的.他进而分析了光线在靠近一个行星附近穿过时会受到引力而弯折的现象,认为引力的概念本身完全不必要.可以认为行星的质量使它附近的空间变成弯曲,光线走的是最短程线.基于这些讨论,爱因斯坦导出了一组方程,它们可以确定由物质的存在而产生的弯曲空间几何.利用这个方程,爱因斯坦计算了水星近日点的位移量,与实验观测值完全一致,解决了一个长期解释不了的困难问题,这使爱因斯坦激动不已.他在写给埃伦菲斯特的信中这样写道：“……方程给出了近日点的正确数值,你可以想象我有多高兴!有好几天,我高兴得不知怎样才好.”
