这个被称之为相对论的基本假设是,不管观察者以任何速度作自由运动,相对于他们而言,科学定律都应该是一样的.这对牛顿的运动定律当然是对的,但是现在这个观念被扩展到包括马克斯韦理论和光速：不管观察者运动多快,他们应测量到一样的光速.这简单的观念有一些非凡的结论.可能最著名者莫过于质量和能量的等价,这可用爱因斯坦著名的方程E＝mc＾2来表达（这儿E是能量,m是质量,c是光速）,以及没有任何东西能运动得比光还快的定律.由于能量和质量的等价,物体由于它的运动所具的能量应该加到它的质量上面去.换言之,要加速它将变得更为困难.这个效应只有当物体以接近于光速的速度运动时才有实际的意义.例如,以10％光速运动的物体的质量只比原先增加了0.5％,而以90％光速运动的物体,其质量变得比正常质量的2倍还多.当一个物体接近光速时,它的质量上升得越来越快,它需要越来越多的能量才能进一步加速上去.实际上它永远不可能达到光速,因为那时质量会变成无限大,而由质量能量等价原理,这就需要无限大的能量才能做到.由于这个原因,相对论限制任何正常的物体永远以低于光速的速度运动.只有光或其他没有内禀质量的波才能以光速运动.
相对论的一个同等卓越的成果是,它变革了我们对空间和时间的观念.在牛顿理论中,如果有一光脉冲从一处发到另一处,（由于时间是绝对的）不同的观测者对这个过程所花的时间不会有异议,但是他们不会在光走过的距离这一点上取得一致的意见（因为空间不是绝对的）.由于光速等于这距离除以所花的时间,不同的观察者就测量到不同的光速.另一方面,在相对论中,所有的观察者必须在光是以多快的速度运动上取得一致意见.然而,他们在光走过多远的距离上不能取得一致意见.所以现在他们对光要花多少时间上也不会取得一致意见.（无论如何,光所花的时间正是用光速——这一点所有的观察者都是一致的——去除光所走的距离——这一点对他们来说是不一致的.）总之,相对论终结了绝对时间的观念!这样,每个观察者都有以自己所携带的钟测量的时间,而不同观察者携带的同样的钟的读数不必要一致.