相對論是關(guān)于時空和引力的理論，主要由愛因斯坦創(chuàng)立，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(xué)的提出給物理學(xué)帶來了革命性的變化，它們共同奠定了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)。

狹義相對論和廣義相對論

狹義相對論的兩個基本假設(shè)：

狹義相對性原理（狹義協(xié)變性原理）：一切的慣性參考系都是平權(quán)的，即物理規(guī)律的形式在任何的慣性參考系中是相同的。這意味著物理規(guī)律對于一位靜止在實驗室里的觀察者和一個相對于實驗室高速勻速運(yùn)動著的電子是相同的。

光速不變原理：真空中的光速在任何參考系下是恒定不變的，這用幾何語言可以表述為光子在時空中的世界線總是類光的。也正是由于光子有這樣的實驗性質(zhì)，在國際單位制中使用了“光在真空中1/299,792,458秒內(nèi)所走過的距離”來定義長度單位“米”（米）。光速不變原理是宇宙時空對稱性的體現(xiàn)，而中微子的超光速現(xiàn)象可能只是時空對稱性的對稱破缺而決不能推翻相對論（已證實該實驗有誤）。

廣義相對論包括如下幾條基本假設(shè)。：

廣義相對性原理（廣義協(xié)變性原理）：任何物理規(guī)律都應(yīng)該用與參考系無關(guān)的物理量表示出來。用幾何語言描述即為，任何在物理規(guī)律中出現(xiàn)的時空量都應(yīng)當(dāng)為該時空的度規(guī)或者由其導(dǎo)出的物理量。

愛因斯坦場方程（詳見廣義相對論條目）：它具體表達(dá)了時空中的物質(zhì)（能動張量）對于時空幾何（曲率張量的函數(shù)）的影響，其中對應(yīng)能動張量的要求（其梯度為零）則包含了上面關(guān)于在其中做慣性運(yùn)動的物體的運(yùn)動方程的內(nèi)容。

目前一般認(rèn)為，狹義與廣義相對論的區(qū)別在于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(xué)。

相對論的應(yīng)用

在醫(yī)院的放射治療部，多數(shù)設(shè)有一臺粒子加速器，產(chǎn)生高能粒子來制造同位素，作治療或造影之用。氟代脫氧葡萄糖的合成便是一個經(jīng)典例子。由于粒子運(yùn)動的速度相當(dāng)接近光速（0.9c-0.9999c），故粒子加速器的設(shè)計和使用必須考慮相對論效應(yīng)。

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的衛(wèi)星上的原子鐘，對精確定位非常重要。這些時鐘同時受狹義相對論因高速運(yùn)動而導(dǎo)致的時間變慢（-7.2μs/日），和廣義相對論因較（地面物件）承受著較弱的重力場而導(dǎo)致時間變快效應(yīng)（+45.9μs/日）影響。相對論的凈效應(yīng)是那些時鐘較地面的時鐘運(yùn)行的為快。故此，這些衛(wèi)星的軟件需要計算和抵消一切的相對論效應(yīng)，確保定位準(zhǔn)確。