ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปเป็นทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ที่อธิบายว่าสสารพลังงานเวลาและอวกาศมีปฏิกิริยาอย่างไร มันถูกตีพิมพ์ครั้งแรกโดย Albert Einstein ในปี 1917 เป็นส่วนขยายของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของเขา ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปปฏิบัติต่อพื้นที่และเวลาในรูปแบบ "กาลอวกาศ" สี่มิติ ภายใต้ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปสสารเปลี่ยนรูปทรงเรขาคณิตของกาลอวกาศและการเสียรูปกาลอวกาศทำให้สสารเคลื่อนที่ซึ่งเราเห็นว่าเป็นแรงโน้มถ่วง
สมมติฐานพื้นฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปคือแรงที่เกิดจากแรงโน้มถ่วงและแรงที่เกิดจากการเร่งจะเท่ากัน หากกล่องปิดอยู่ระหว่างการเร่งความเร็วไม่มีการทดลองใด ๆ ภายในกล่องที่สามารถบอกได้ว่ากล่องนั้นอยู่ในแนวความโน้มถ่วงหรือกำลังเร่งผ่านอวกาศ หลักการนี้ว่ากฎทางกายภาพทั้งหมดนั้นเหมือนกันสำหรับผู้สังเกตการณ์และผู้สังเกตการณ์ที่เร่งความเร็วในสนามโน้มถ่วงเรียกว่าหลักการเทียบเท่า มันได้รับการทดสอบแล้วว่ามีความแม่นยำมากกว่าสิบสองตำแหน่ง
ผลที่สำคัญที่สุดของหลักการความเท่าเทียมกันคือพื้นที่ไม่สามารถเป็นแบบยุคลิดสำหรับผู้สังเกตการณ์ทั้งหมด ในพื้นที่ที่มีลักษณะโค้งเช่นแผ่นที่โค้งงอกฎปกติของรูปทรงเรขาคณิตมักไม่ถืออยู่เสมอ มันเป็นไปได้ในพื้นที่โค้งเพื่อสร้างรูปสามเหลี่ยมที่มีมุมรวมกันมากหรือน้อยกว่า 180 องศาหรือวาดเส้นขนานสองเส้นที่ตัดกัน ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษมีความแม่นยำมากขึ้นเมื่อความโค้งของกาลอวกาศลดลงเหลือศูนย์ ถ้ากาลอวกาศแบนทั้งสองทฤษฎีจะเหมือนกัน วิธีคำนวณหาพื้นที่โค้งของสสารโดยใช้สมการสนามไอน์สไตน์ซึ่งอยู่ในรูป G = T; G อธิบายความโค้งของอวกาศในขณะที่ T อธิบายการกระจายตัวของสสาร
เนื่องจากพื้นที่นั้นโค้งงอวัตถุในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปไม่ได้เคลื่อนที่เป็นเส้นตรงเสมอไปเช่นเดียวกับที่ลูกจะไม่เคลื่อนที่เป็นเส้นตรงถ้าคุณหมุนมันเป็นช่องทาง วัตถุที่ตกลงมาอย่างอิสระมักจะใช้เส้นทางที่สั้นที่สุดจากจุด A ไปยังจุด B ซึ่งไม่จำเป็นต้องเป็นเส้นตรง เส้นที่เดินทางนั้นเรียกว่า geodesic เราเห็นการเบี่ยงเบนจากเส้นตรงเป็นอิทธิพลของ "แรงโน้มถ่วง" - โลกไม่เคลื่อนที่เป็นเส้นตรงเนื่องจากดวงอาทิตย์แปรปรวนกาลอวกาศในบริเวณใกล้เคียงของโลกทำให้มันเคลื่อนที่ในวงโคจรรูปไข่
ในขณะที่แรงโน้มถ่วงและแรงเร่งจะเท่ากันทั้งหมดผลกระทบต่อวัตถุที่เคลื่อนที่เร็วในทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษก็นำไปใช้กับวัตถุที่อยู่ลึกลงไปในสนามแรงโน้มถ่วง วัตถุที่อยู่ใกล้กับแหล่งกำเนิดของแรงโน้มถ่วงจะเปล่งแสงของ Doppler เช่นเดียวกับที่มันเร่งความเร็วออกไป วัตถุที่อยู่ใกล้กับแหล่งความโน้มถ่วงจะปรากฏว่ามีเวลาช้าลงและแสงที่เข้ามาใด ๆ จะถูกทำให้งอโดยสนาม สิ่งนี้สามารถทำให้แหล่งกำเนิดแรงโน้มถ่วงที่แข็งแกร่งโน้มแสงเช่นเลนส์ทำให้วัตถุที่อยู่ไกลเข้าโฟกัส ปรากฏการณ์นี้มักพบในดาราศาสตร์ในท้องฟ้าลึกซึ่งกาแลคซีแห่งหนึ่งจะโค้งแสงของอีกดวงหนึ่งเพื่อให้ภาพหลายภาพปรากฏขึ้น
