La teoria della relatività ristretta permette la descrizione dei fenomeni meccanici ed elettromagnetici mediante leggi valide qualunque siano gli osservatori solo se essi sono dotati di moto rettilineo uniforme.

Per eliminare questa limitazione, nel 1915, Einstein generalizzò la sua teoria in modo da renderla utilizzabile indipendentemente dal moto dell'osservatore. Il punto di partenza dello scienziato fu il campo gravitazionale.

Consideriamo una zona di spazio priva di forze gravitazionali ed in essa una astronave con un osservatore.

Se la navicella inizia a muoversi verso l’alto con moto uniformemente accelerato e l’osservatore lascia una sfera, questa risentirà dell'accelerazione e dopo che il pavimento l'avrà raggiunta eserciterà sullo stesso una forza pari al prodotto della sua massa per l'accelerazione del sistema.

L’osservatore vedrà invece cadere la sfera sul pavimento e giungerà alla conclusione di trovarsi in una zona soggetta ad un campo gravitazionale costante nel tempo.

Si può allora affermare che il campo gravitazionale apparente, prodotto da un semplicissimo moto accelerato, non è distinguibile da un vero campo dovuto all’attrazione di una massa.

In questa conclusione risiede il principio d’equivalenza tra gravità e accelerazione:

Un campo gravitazionale omogeneo è del tutto equivalente ad un sistema di riferimento uniformemente accelerato.

La teoria generale della relatività deriva direttamente dal principio di equivalenza e permette di ricavare teoricamente le proprietà del campo gravitazionale, la sua influenza sui fenomeni naturali e di formulare le leggi cui obbedisce il campo gravitazionale stesso.

Il procedimento che porta però alla formulazione di tali leggi impone di abbandonare la concezione comune dello spazio a tre dimensioni; esso diviene, infatti, uno spazio curvo per la cui rappresentazione viene impiegato un diverso sistema di coordinate dette Gaussiane.

In questo modo il principio di relatività diviene:

Tutti i sistemi di coordinate sono equivalenti per principio per formulare le leggi generali della natura.

Einstein giunse grazie alla relatività generale a formulare le leggi sul campo gravitazionale che oggi noi conosciamo.

Esse soddisfano i postulati formulati dallo stesso Einstein, non violano il principio di conservazione dell’energia e della quantità di moto e inglobano le stesse leggi newtoniane sulla gravitazione.

Attualmente grazie alla soluzione "dell'equazione di campo" einsteiniana è possibile stabilire, nota la distribuzione di massa, la curvatura spazio-tempo in una determinata regione dell'universo, prevedere la deflessione della luce in prossimità di grandi masse, il moto del perielio delle orbite planetarie e lo spostamento verso il rosso della luce prodotta da sorgenti luminose gravitazionali.

La dimostrazione delle leggi formulate solo teoricamente da Einstein avvenne intorno al 1960 con l’avvento di strumenti più sofisticati e per questo, mentre la teoria della relatività ristretta costituì subito uno dei pilastri della fisica moderna, fu solo con le grandi scoperte dell’astrofisica che la relatività generale acquistò quel ruolo preminente che oggi le compete.