在本質(zhì)上，所有的物理學(xué)問(wèn)題都涉及采用哪個(gè)時(shí)空觀的問(wèn)題。在二十世紀(jì)以前的經(jīng)典物理學(xué)里，人們采用的是牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀。而相對(duì)論的提出改變了這種時(shí)空觀，這就導(dǎo)致人們必須依相對(duì)論的要求對(duì)經(jīng)典物理學(xué)的公式進(jìn)行改寫(xiě)，以使其具有相對(duì)論所要求的洛倫茲協(xié)變性而不是以往的伽利略協(xié)變性。在經(jīng)典理論物理的三大領(lǐng)域中，電動(dòng)力學(xué)本身就是洛倫茲協(xié)變的，無(wú)需改寫(xiě);統(tǒng)計(jì)力學(xué)有一定的特殊性，但這一特殊性并不帶來(lái)很多急需解決的原則上的困難;而經(jīng)典力學(xué)的大部分都可以成功的改寫(xiě)為相對(duì)論形式，以使其可以用來(lái)更好的描述高速運(yùn)動(dòng)下的物體，但是唯獨(dú)牛頓的引力理論無(wú)法在狹義相對(duì)論的框架體系下改寫(xiě)，這直接導(dǎo)致愛(ài)因斯坦擴(kuò)展其狹義相對(duì)論，而得到了廣義相對(duì)論。

愛(ài)因斯坦在1915年左右發(fā)表的一系列論文中給出了廣義相對(duì)論最初的形式。他首先注意到了被稱之為(弱)等效原理的實(shí)驗(yàn)事實(shí)：引力質(zhì)量與慣性質(zhì)量是相等的(實(shí)驗(yàn)證實(shí),在{displaystyle 10^{-12}}的精確度范圍內(nèi),仍沒(méi)有看到引力質(zhì)量與慣性質(zhì)量的差別)。這一事實(shí)也可以理解為，當(dāng)除了引力之外不受其他力時(shí)，所有質(zhì)量足夠小(即其本身的質(zhì)量對(duì)引力場(chǎng)的影響可以忽略)的測(cè)驗(yàn)物體在同一引力場(chǎng)中以同樣的方式運(yùn)動(dòng)。

既然如此，則不妨認(rèn)為引力其實(shí)并不是一種“力”，而是一種時(shí)空效應(yīng)，即物體的質(zhì)量(準(zhǔn)確的說(shuō)應(yīng)當(dāng)為非零的能動(dòng)張量)能夠產(chǎn)生時(shí)空的彎曲，引力源對(duì)于測(cè)驗(yàn)物體的引力正是這種時(shí)空彎曲所造成的一種幾何效應(yīng)。這時(shí)，所有的測(cè)驗(yàn)物體就在這個(gè)彎曲的時(shí)空中做慣性運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡正是該彎曲時(shí)空的測(cè)地線，它們都遵守測(cè)地線方程。正是在這樣的思路下，愛(ài)因斯坦得到了其廣義相對(duì)論。

系統(tǒng)的說(shuō)，廣義相對(duì)論包括如下幾條基本假設(shè)。

廣義相對(duì)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(wú)關(guān)的物理量表示出來(lái)。用幾何語(yǔ)言描述即為，任何在物理規(guī)律中出現(xiàn)的時(shí)空量都應(yīng)當(dāng)為該時(shí)空的度規(guī)或者由其導(dǎo)出的物理量。

愛(ài)因斯坦場(chǎng)方程：它具體表達(dá)了時(shí)空中的物質(zhì)(能動(dòng)張量)對(duì)于時(shí)空幾何(曲率張量的函數(shù))的影響，其中對(duì)應(yīng)能動(dòng)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(dòng)的物體的運(yùn)動(dòng)方程的內(nèi)容。

在現(xiàn)有的廣義相對(duì)論的理論框架下，等效原理是可以由其他假設(shè)推出。具體來(lái)說(shuō)，就是如果時(shí)空中有一觀者(G)，則可在其世界線的一個(gè)領(lǐng)域內(nèi)建立的局域慣性參考系，而廣義相對(duì)性原理要求該系中的克氏符(Christoffel symbols)在觀者G的世界線上的值為零。因而現(xiàn)代的相對(duì)論學(xué)家經(jīng)常認(rèn)為其不應(yīng)列入廣義相對(duì)論的基本假設(shè)，其中比較有代表性的如Synge就認(rèn)為：等效原理在相對(duì)論創(chuàng)立的初期起到了與以往經(jīng)典物理的橋梁的作用，它可以被稱之為“廣義相對(duì)論的接生婆”，而“在廣義相對(duì)論這個(gè)新生嬰兒誕生后把她體面地埋葬掉”。

如果說(shuō)到了二十世紀(jì)初狹義相對(duì)論因?yàn)榻?jīng)典物理原來(lái)固有的矛盾、大量的新實(shí)驗(yàn)以及廣泛的關(guān)注而呼之欲出的話，那么廣義相對(duì)論的提出則在某種意義下是“理論走在了實(shí)驗(yàn)前面”的一次實(shí)踐。在此之前，雖然有一些后來(lái)用以支持廣義相對(duì)論的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(如水星軌道近日點(diǎn)的進(jìn)動(dòng))，但是它們并不總是物理學(xué)關(guān)注的焦點(diǎn)。而廣義相對(duì)論的提出，在很大程度上是由于相對(duì)論理論自身發(fā)展的需要，而并非是出于有一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象急待有理論去解釋的現(xiàn)實(shí)需要，這在物理學(xué)的發(fā)展史上是并不多見(jiàn)的。因而在相對(duì)論提出之后的一段時(shí)間內(nèi)其進(jìn)展并不是很快，直到后來(lái)天文學(xué)上的一系列觀測(cè)的出現(xiàn)，才使廣義相對(duì)論有了比較大的發(fā)展。到了當(dāng)代，在對(duì)于引力波的觀測(cè)和對(duì)于一些高密度天體的研究中，廣義相對(duì)論都成為了其理論基礎(chǔ)之一。而另一方面，廣義相對(duì)論的提出也為人們重新認(rèn)識(shí)一些如宇宙學(xué)、時(shí)間旅行等古老的問(wèn)題提供了新的工具和視角。