Teoria relativității lui Einstein afirmă că materia și energia sunt interschimbabile, iar cantitatea de energie într-o porțiune a materiei este egală cu timpul de masă, viteza luminii pătrat, pe care Einstein a exprimat-o în ecuația sa: E = mc². Relativitatea afirmă de asemenea că spațiul și timpul sunt aspecte ale unei singure țesuturi numite continuum spațiu-timp și că gravitația nu este o forță de tragere, ci o schimbare în mișcarea obiectelor datorită curburii spațiului.
Albert Einstein a publicat două lucrări pe tema relativității. A publicat prima sa lucrare privind teoria specială a relativității în 1905 și a doua lucrare despre teoria generală a relativității în 1915. În teoria sa specială de relativitate, Einstein a explicat cum viteza obiectelor este relativă la viteza observatorului și nu există un cadru de referință în univers pentru a determina o viteză absolută a unui obiect; prin urmare, viteza este întotdeauna relativă. Excepția de la această regulă, conform lui Einstein, este viteza luminii, care rămâne întotdeauna constantă, indiferent de viteza observatorului. Aceste constatări au determinat-o pe Einstein să deducă că masa unui obiect este relativă la viteza sa. Cu cât un obiect se deplasează mai repede, cu atât este mai mare masa. De asemenea, trecerea timpului este relativă la viteza unui obiect. Cu cât un obiect se deplasează mai repede, timpul mai lent trece pentru acel obiect.