相等於慣性係做加速運動的參照係是非慣性係，但是它和慣性係平權。不能站在慣性係的立場上否定加速係中切切實實感覺得到的慣性力。慣性力是存在的，加速係中物體受到慣性力的作用：
慣性力=慣性質量×加速度
同一個物體，在引力場中受到引力的作用：
引力=引力質量×引力場強度
因為慣性質量等於引力質量，隻要加速係的加速度等於引力場強度，慣性力就等於引力，所以加速係的慣性力場等效於引力場。這就是等效原理。根據等效原理，密閉實驗室裏的人，根本不可能區分引力場的作用和加速運動，根本不可能弄清楚自己是在加速實驗室中還是在引力實驗室中。對等效原理一般的表述為：慣性力場與重力場的動力學效應是局部不可分辨的。這是等效原理的弱形式。如果將"動力學效應"換為"任何物理效應"，就是等效原理的強形式。
有了等效原理和廣義相對性原理這兩個基本原理，愛因斯坦就又可以著手建立他的廣義相對論了。這和他在相對性原理和光速不變原理這兩個基本原理的基礎上建立狹義相對論的情況完全相同。整個建立相對論的過程也十分相像：從經過實驗驗證的基本原理出發，大膽突破舊的物理概念的框框，引進全新的物理概念，經過複雜的數學推導和運算，最後得到需要的結果。這就是愛因斯坦建立兩個相對論的工作方法。相對論的結果，幾乎每一個看起來都十分荒誕，但是從相對論中能推導出一個又一個經得起實驗驗證的結果，能推導出牛頓力學，但它又能給出牛頓力學中沒有的東西。用數學名詞來說，牛頓力學是相對論的一級近似。
愛因斯坦建立狹義相對論是從討論"同時性"突破的。那麼他建立廣義相對論又是以什麼作為突破口呢？那就是"等效原理"。從慣性質量等於引力質量，到慣性力等價於引力，到加速參照係等價於靜止在引力場中的參照係，這是多麼大膽、多麼富有想象力的一步！然而從等效原理到建立起完整的廣義相對論，還有更艱苦的路程要走。在建立狹義相對論過程中，從解決同時性問題到寫成《論動體的電動力學》。愛因斯坦隻用了五個星期的時間。可是，從1907年建立等效原理到1915年建立引力場方程，引出空間時間的彎曲，最終寫成廣義相對論，卻用了整整八年時間（正式發表是在1916年）。
根據等效原理，引力場的每一點附近局部地等價於一個慣性力場，也就是等價於一個相對於慣性係做加速運動的非慣性係，但慣性係與非慣性係之間是可以通過坐標變換變過來變過去的。這樣，不存在引力的慣性係和局部等價於引力場的非慣性係之間的不同，隻有空間時間結構的某種不同。既然引力場的每一點附近都歸結為一個非慣性係，整個引力場也就十分自然地歸結為空間時間的某種內在結構，也就是空間時間的彎曲了。
從牛頓力學出發，承認牛頓的引力，得到等效原理，然後又根據等效原理，把引力場歸結為空間時間的彎曲，從而取消牛頓的引力，改造牛頓力學，這就是愛因斯坦以等效原理為突破口，建立廣義相對論，把引力場當做空間時間內在結構來處理的基本思想。
現在再來看看，從等效原理是怎樣引出空間時間的彎曲的。
先來做一個實驗：將一束水平方向的光線射進一個慣性實驗室。根據狹義相對論，光在慣性係中將以不變的光速做直線運動。現在實驗室向上加速，成了加速實驗室。它就相當於愛因斯坦在構思相對論過程中經常思考的電梯實驗中的電梯。1913年愛因斯坦和居裏夫人在阿爾卑斯山上談話時，就向居裏夫人講述過這個實驗，現在物理學界已經把這個著名的電梯稱做"愛因斯坦電梯"。這束光在原來的慣性係中是水平向前運動的，現在對於加速係來說，它的運動必然要向下彎曲。根據等效原理，加速實驗室等價於引力實驗室，因此這束光要是射進引力場，它也會向下彎曲。人們從來就知道光是沿著直線傳播的，現在愛因斯坦卻向全世界宣布：在引力場中，光線是彎曲的。
再做一個實驗：一個人在慣性實驗室裏向斜上方拋出一個小球，拋出以後小球不再受力，它遵從慣性定律做勻速直線運動。現在實驗室向上加速，成了加速實驗室，他再向斜上方拋出一個小球，小球將怎樣運動呢？顯然小球將做拋體運動。
同樣，根據等效原理，在引力實驗室裏情況也將是如此。
對於這三個實驗室裏進行的實驗，牛頓力學是這樣解釋的：
一、慣性實驗室是慣性係，它是好的參照係，在這裏慣性定律成立，拋出的小球做勻速直線運動。
二、加速實驗室是非慣性係，它是不好的參照係，在這裏慣性定律不成立，小球不服從慣性定律，不做勻速直線運動而做拋體運動。
三、在引力實驗室裏，小球因為受到了引力的作用，做拋體運動。
在三個實驗室裏做完全相同的實驗，卻得到了三種完全不同的解釋。
對於這三個實驗室裏進行的實驗，愛因斯坦的相對論又是怎樣解釋的呢？