Ейнштейн почав пошук теорії гравітації, яка була б сумісна з принципом інваріантності законів природи щодо будь-якої системи відліку . Результатом цього пошуку стала загальна теорія відносності, заснована на принципі тотожності гравітаційної та інертної маси.
Спеціальна теорія відносності виникла як розв’язання протиріччя між класичною електродинамікою (включно з оптикою) і класичним галілеївським принципом відносності .
Суть теорії полягає в тому, що всі події у Всесвіті відбуваються в чотиривимірній системі координат. Три з них просторові, а четверта – час. Тіла своїми масами викликають викривлення метрики цього ейнштейнівського чотиривимірного простору.
Результати виявилися несподіваними для класичної фізики того часу: швидкість світла не залежить від напрямку (ізотропність) та орбітального руху Землі навколо Сонця. Спроба інтерпретувати отримані дані вилилася в перегляд класичних уявлень і призвела до створення спеціальної теорії відносності .