廣義相對論是狹義相對論的發展，它實質上是一種引力理論，把幾何學和物理學統一起來，用空間結構的幾何性質來表述引力場，使得非歐幾何學獲得了實際的物理意義。
德國物理學家愛因斯坦（A.Einstein，1879－1955）1905年發表狹義相對論後，世界範圍內充滿了質疑的聲音，而他本人卻已開始了新的探索。
1907年，愛因斯坦提出是否可以將相對性原理由非加速參考係進一步推廣到加速參考係？而引力場是研究加速參考係最便捷的途徑。為此，他提出了等效原理——可以用一個均勻加速的參照係來代替一個均勻的引力場。但是要建立引力理論，運用傳統的歐幾裏德幾何學是遠遠不夠的。最終愛因斯坦找到了由德國數學家高斯和黎曼剛剛建立半個多世紀的曲面幾何學。1916年初，他發表了《廣義相對論的基礎》。
廣義相對論提出了“空間彎曲”的概念，即物質的存在和運動會使空間變形。據此，愛因斯坦提出了三個預言：水星近日點每百年向前移動43角秒；光線掠過太陽邊緣時會發生1.75角秒的偏折；光譜在引力場中會發生紅移。這三個預言均被天文學家的觀測所證實，從而驗證了廣義相對論的科學性。
20世紀的諸多天文學成果，如白矮星、脈衝星、類星體的發現和黑洞、宇宙起源大爆炸理論的提出，無不得益於廣義相對論。廣義相對論與狹義相對論一道變革了近300年來的物理學時空觀，它以嶄新的時空觀建立起全新的物理學知識體系，不僅把人類對自然的認識提升到一個新的高度，而且深深地影響了人們的思維方式和世界觀。
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