广义相对论，由爱因斯坦于1915年创立，是一种以几何语言描述的引力理论。它不仅整合了狭义相对论和牛顿的万有引力定律，还将引力重新定义为时空中的物质与能量导致的时空曲率。这一理论认为，时空的曲率是由存在于其中的物质和能量决定的，其核心是著名的爱因斯坦场方程。
广义相对论与经典物理学中的预言大相径庭，特别是在时间流逝、空间几何、自由落体运动及光的传播等方面。例如，它预测了引力场内部的时间膨胀现象，光的引力红移效应，以及引力引起的光速延迟。尽管广义相对论并非当前唯一描述引力的理论，但它至今已被所有观测和实验验证，是能够与实验数据完美契合的最简洁理论。
在天体物理学领域，广义相对论的应用极为广泛。它推导出大质量恒星最终会演变成黑洞，这是由于时空的扭曲程度达到了连光都无法逃逸的程度。此外，它还证实了恒星质量黑洞及超大质量黑洞是某些天体如活动星系核和微类星体产生强烈辐射的原因。引力透镜现象也是广义相对论的直接后果，通过它，科学家们能够观察到同一遥远天体的多个影像。
广义相对论还预言了引力波的存在，尽管尚未直接观测到，但已通过间接方法得到了证实。这一理论也是现代宇宙学中膨胀宇宙论的基础，解释了宇宙的膨胀现象和宇宙的大尺度结构。
尽管广义相对论取得了巨大成功，但仍有未解之谜，如如何将广义相对论与量子物理定律统一，建立一个完备且自洽的量子引力理论。这仍然是理论物理学家们面临的重要挑战。
