Timpul şi Spaţiul nu sunt absolute, ci se întind şi se deformează în funcţie de punctul de vedere relativ. Prezenţa materiei produce gravitaţia, ce deformează atât Spaţiul, cât şi timpul.
Einstein a arătat că, pentru ca viteza luminii (c) să fie aceeaşi în toate cadrele de referinţă, măsurătorile timpului şi ale Spaţiului dintr-un cadru trebuie transformate în cele din alt cadru (ele variază între cadrele de referinţă în mişcare). Atunci când un obiect se mişcă cu viteză mare în raport cu un observator, observatorul îl vede mai scurt – efect numit contracţia lui Lorentz. Mai mult, pentru un astfel de obiect timpul pare să treacă mai încet – efect numit dilatarea timpului. La 90% din c, timpul trece de două ori mai încet.
De asemenea, Einstein a arătat că un obiect câştigă masă când energia lui creşte şi pierde masă când energia lui scade. Această descoperire l-a condus la celebra ecuaţie E= m×c², unde E este energia şi m este masa obiectului. Una din primele aplicaţii ale acestei ecuaţii a fost construirea bombelor atomice. În aceste bombe, pierderea unor cantităţi mici de masă în urma unor reacţii nucleare duce la degajarea unei cantităţi enorme de energie.