相對論是現代物理學的基礎理論之一。它是論述物質運動與空間時間關係的理論，於20世紀初由德裔美國物理學家愛因斯坦創立，後經許多物理學家一起對它進行發展和完善。此理論由狹義相對論和廣義相對論兩部分組成。狹義相對論於1905年創立，廣義相對論於1916年完成。相對論從邏輯思想上統一了經典物理學，使經典物理學成為一個完善的科學體係。
愛因斯坦19世紀的物理學中並存著兩套理論：一是研究物體運動的古典力學，一是研究光線的電磁學。古典力學的理論基礎是伽利略的相對性原理，牛頓的力學理論也是建立在這一原理基礎之上。古典力學中提出，在這個世界上，沒有“絕對空間”，也沒有絕對靜止不動的物體。而電磁學則提出，光是在絕對靜止的“以太”中傳播的。當人們運用古典力學解釋光的傳播等問題時，發現了兩者之間存在著尖銳的矛盾，從而對經典時空觀產生了新的疑問。愛因斯坦針對這些問題，嚐試同時從兩個原理出發，來重建物理理論，提出了物理學的新的時空觀，創立了相對論。
愛因斯坦在狹義相對論中給出了物體在高速運動下的運動規律，並揭示了質量與能量有著非常直接的關係，得出了質能關係式E=mc2。這項成果對研究微觀粒子具有極端重要性。因為微觀粒子的運動速度一般都比較快，有的接近甚至達到光速，所以研究粒子的物理學離不開相對論。空間不隻會被物體改變，同時，如果沒有物體，空間就不存在。愛因斯坦又適時提出了廣義相對論，愛因斯坦的廣義相對論認為，由於有物質的存在，空間和時間會發生彎曲，而引力場實際上是一個彎曲的時空。廣義相對論的第二大預言是引力紅移，即在強引力場中光譜向紅端移動，20世紀20年代，天文學家在天文觀測中證實了這一點。廣義相對論的第三大預言是引力場使光線偏轉。最靠近地球的大引力場是太陽引力場，愛因斯坦預言，遙遠的星光如果掠過太陽表麵將會發生一點七秒的偏轉。1919年，在英國天文學家愛丁頓的鼓動下，英國派出了兩支遠征隊分赴兩地觀察日全食，經過認真的研究得出最後的結論是：星光在太陽附近的確發生了一點七秒的偏轉。英國皇家學會和皇家天文學會正式宣讀了觀測報告，確認廣義相對論的結論是正確的。會上，著名物理學家、皇家學會會長湯姆孫說：“這是自從牛頓時代以來所取得的關於萬有引力理論的最重大的成果”，“愛因斯坦的相對論是人類思想最偉大的成果之一”。愛因斯坦成了新聞人物，他在1916年寫了一本通俗介紹相對論的書《狹義與廣義相對論淺說》，到1922年已經再版了40次，還被譯成了十幾種文字，廣為流傳。