Pada tahun 1915, Einstein melanjutkan pengembangan teori relativitas dengan merumuskan Teori Relativitas Umum. Teori ini lebih luas cakupannya dan memberikan penjelasan baru tentang gravitasi. Sebelumnya, gravitasi dijelaskan oleh hukum gravitasi Newton yang menyatakan bahwa benda dengan massa saling tarik-menarik. Namun, teori relativitas umum menyatakan bahwa gravitasi bukanlah suatu gaya seperti yang dijelaskan oleh Newton, melainkan akibat dari kelengkungan ruang-waktu yang disebabkan oleh massa dan energi.
Menurut teori relativitas umum, ruang dan waktu tidak terpisah, melainkan membentuk satu kesatuan yang disebut ruang-waktu. Kehadiran massa atau energi dapat membengkokkan atau melengkungkan ruang-waktu ini, yang menyebabkan benda bergerak mengikuti jalur lengkung yang disebut geodesik. Fenomena ini dapat dilihat dalam kasus orbit planet di sekitar matahari, di mana matahari mengubah struktur ruang-waktu di sekitarnya, dan planet bergerak mengikuti jalur yang dibengkokkan oleh kelengkungan tersebut.
Salah satu prediksi yang terkenal dari teori relativitas umum adalah adanya lensa gravitasi, yaitu pembiasan cahaya oleh gravitasi benda besar seperti galaksi atau lubang hitam. Hal ini telah terbukti dengan pengamatan terhadap bintang-bintang yang cahaya mereka dibelokkan oleh gravitasi objek besar di dekatnya.
Salah satu rumus penting dalam relativitas umum adalah persamaan medan Einstein, yang menggambarkan hubungan antara kelengkungan ruang-waktu dengan distribusi materi dan energi:
Persamaan ini menunjukkan bahwa materi dan energi mempengaruhi struktur ruang-waktu dan sebaliknya, kelengkungan ruang-waktu mempengaruhi pergerakan materi dan energi.
