愛因斯坦提出了相對論。相對論是關於時空和引力的理論，依其研究對象的不同可分為狹義相對論和廣義相對論。相對論和量子力學的提出給物理學帶來了革命性的變化，它們共同奠定了現代物理學的基礎。相對論極大地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”、“彎曲時空”等概念。
不過近年來，人們對於物理理論的分類有了一種新的認識——以其理論是否是決定論的來劃分經典與非經典的物理學，即“非經典的=量子的”。在這個意義下，相對論仍然是一種經典的理論。
傳統上，在愛因斯坦剛剛提出相對論的初期，人們以所討論的問題是否涉及非慣性參考系來作為狹義與廣義相對論分類的標誌。一般認為，狹義與廣義相對論的區別在於所討論的問題是否涉及引力（彎曲時空），即狹義相對論只涉及那些沒有引力作用或者引力作用可以忽略的問題，而廣義相對論則是討論有引力作用時的物理學。
狹義相對論適用於基本粒子及其相互作用，描述了除引力以外的所有物理現象。廣義相對論解釋了引力定律及其與其他自然力的關係，適用於宇宙學和天體物理學領域，包括天文學。根據相對論，每個衞星相對於地球上的用户都在運動，因此處於不同的參照系中。全球化的定位系統，如全球定位衞星、全球導航衞星系統，都必須考慮到所有的相對論效應，否則不能精確工作。
用相對論的語言來説，就是狹義相對論的背景時空是平直的，即四維平凡流型配以閔氏度規，其曲率張量為零，又稱閔氏時空；而廣義相對論的背景時空則是彎曲的，其曲率張量不為零。
