לאחר השלמת תורת היחסות הפרטית העוסקת במערכות ייחוס שנעות במהירות קבועה זו ביחס לזו, שאף איינשטיין לנסח תיאוריה כללית יותר, שבמסגרתה תהיה לחוקי הפיסיקה אותה צורה גם במערכות הנעות במהירות משתנה, כלומר בתאוצה. הוא עסק בבעיה בשנים 1907–1916 והצליח בסופו של דבר לנסח את התיאוריה הידועה בשם תורת היחסות הכללית.
אבן פינה בתורה זו הוא “עיקרון השקילות” הקובע כי תנועה בתאוצה קבועה, שקולה להשפעה של שדה כבידה אחיד. לדוגמא, אדם במעלית שנעה כלפי מעלה במהירות מואצת, חש כאילו משקלו גדל. לעומת זאת, אדם במעלית שהכבל שלה נקרע והיא נופלת נפילה חופשית אינו חש בכוח הכבידה, ויכול לחשוב שהוא חסר משקל. (עקרון השקילות נובע מכך שהמסה המופיעה בחוק השני של ניוטון, היא אותה מסה המופיעה בחוק הכבידה).
עקרון יסוד נוסף של היחסות הכללית קובע כי המרחב שלנו (או ליתר דיוק, המרחב-זמן הארבעה ממדי) אינו אוקלידי (כלומר אינו מתואר על-ידי הגיאומטריה האוקלידית) אלא עקום; פירוש הדבר שהדרך הקצרה ביותר בין שתי נקודות היא קו עקום ולא קו ישר. מידת העקמומיות בכל נקודה קשורה לצפיפות המסה והאנרגיה שבסביבתה. ככל שצפיפות זו גבוהה יותר העקמומיות גדולה יותר.
אפשר לתאר זאת כך: כאשר מניחים גולת פלסטיק קטנה על יריעת גומי מתוחה, ומכים בה באצבע, היא נעה בקו ישר. אם נניח על היריעה גולת מתכת כבדה שתיצור בה גומה, מסלול הגולה הקטנה כבר לא יהיה ישר, אלא יתעקם בגלל הגומה. במקרה הראשון היריעה הדו-ממדית דומה למרחב הארבעה-ממדי באזור שאין בו מסה כבדה (איור א), במקרה השני היא מתארת אזור שיש בו מסה כזו (איור ב).
מעיקרון זה נובע שכוח הכבידה משפיע לא רק על גופים בעלי מסה אלא גם על קרני אור; קרן אור העוברת בקרבת מסה גדולה כגון השמש תסטה ממסלולה הישר. תחזית זו אומתה ב-1919 בעזרת צילום של כוכבים בעת ליקוי חמה מלא. מאז אומתו תוצאות רבות נוספות של תורת היחסות הכללית, וביניהם: שינוי באורך הגל של אור כאשר מקור האור נמצא בשדה כבידה חזק, האטת מהלך הזמן בקרבת מסה גדולה, ותופעות הקשורות בחורים שחורים. לתורת היחסות הכללית יש חשיבות רבה באסטרופיסיקה, העוסקת בפיסיקה של היקום, והיא הבסיס לכל מודל העוסק במבנה היקום ובהתפתחותו.
לקריאה ועיון נוסף באינטרנט: