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相対性理論は、古典力学の基礎となるものよりも一般的な数学的構造であり、光の速度に近い速度での物体の動き、または巨大な質量をもつシステムを記述し、2つの部分を含みます：特殊相対性理論と一般相対性理論の理論。 1905ヘンドリック・ローレンツとアンリポアンカレの重要な寄稿に基づく「動体の電気力学について」。この記事は、相対論の特別な理論がマクスウェルの方程式と古典力学の間の矛盾を解決することを主張しています。この理論は2つの公理に基づいています。システムの慣性座標系が変化しても物理法則が変化しないこと、（4）真空中の光の速度は一定量であり、光源の動きや観察者に関連付けられていないこと。これら2つの公理の併合は、古典力学における2つの別々の問題、つまり時空の関係を仮定し、それらを時空と呼ばれる構造に結合します。
一般相対性理論は、アルバートアインシュタインが一方的に特殊相対性理論とニュートンの一般重力法則を開発した幾何学的性質の理論です。この理論は、重力は質量またはエネルギーによって引き起こされる時空の構造の曲率として説明できると述べています。数学的なレベルでは、一般相対性理論は、アインシュタインの場の方程式を使用して物質またはエネルギーの時空含有量とその曲率への影響を記述することにより、重力を記述する他の現代の理論とは区別されます。それは主に応力エネルギーテンソルに依存します（5）は、そのコンポーネントを通じて、密度、流れ、エネルギー、運動量、時空などのいくつかの物理量を記述する幾何学的オブジェクトです。ストレスエネルギーテンソルは、与えられた時空に重力場が存在する理由であると言えます。より一般的には、ニュートンの古典的な重力の法則で質量だけが行うことよりもです。
一般相対性理論の妥当性を確認した最初の観察の1つは、異常な惑星水星の頂点を、古典力学を達成するのに失敗した精度で計算できたことでした。 1919年、イギリスの天文学者アーサースタンレーエディントンは、日食中に太陽の円盤に近い星明かりの変化を観測し、超大質量物体によって引き起こされた重力場の影響下での光の屈曲の一般相対性理論の予測を確認しました。後に、この理論の多くの意味合いが宇宙論に現れ始め、その一部は観測を確認しましたが、ビッグバンのアインシュタイン方程式の解の予測、宇宙の膨張、真空のエネルギー、ブラックホールなど、論争の対象となっています。
1928年、イギリスの物理学者ポールディラックは、特殊な相対性理論の枠組みの中で、量子力学をより包括的な定式化で線形および波形に配置しました。起草された反粒子の存在が予測されました。これは1932年に実験的に確認され、電子または陽電子拮抗薬が発見されました。