És el marc teòric que explica el comportament de l' univers a nivell, és a dir, a nivell de galàxies, planetes, estrelles o sistemes solars i altres cossos celestes. Qualsevol teoria de el moviment que intenti explicar la forma en què les velocitats (i els fenòmens relacionats) semblen variar d'un observador a un altre seria una Teoria de la relativitat.
Tant la teoria teoria de la relativitat general i la teoria de la relativitat especial. Tots dos van ser presentats pel científic Albert Einstein a principis de segle XX.
Les dues teories de la relativitat van establir les bases de la física moderna i gràcies a elles vam poder comprendre millor el funcionament de l'univers, així com l'estructura de l'espai i el temps.
La teoria de la Relativitat Especial: Primer diu: que la velocitat de la llum és una constant, és a dir, tant i fa marc de referència es faci servir, la velocitat de la llum no canvia.
Igualment, hi ha altres constants: la càrrega elèctrica i la fase d'una ona.
Segon: Einstein declara que hi ha una quarta dimensió: el temps, per tant, l'univers està dins del que ara es diu cronòtop o espai-temps, això fa una constant a part de l'anterior: la distància entre dos punts qualsevol de l'univers no varia en l'espai-temps, perquè això passi, si dos punts s'allunyen, el temps i l'espai es distorsionen, mantenint constant l'espai-temps.
Tercer: la massa i la energia són equivalents, d'on prové l'equació E = mc2 que es traduiria com l'energia d'un cos (en repòs) és igual a la massa de el cos per la velocitat de la llum elevada a la segona potència.
Quart: les transformacions de Lorentz, que eren una curiositat matemàtica ja que pràcticament tots els contribuents i matemàtics les coneixen però sabien exactament com usar-les, van ser utilitzades per Einstein en lloc de les transformacions de Galieo (usades per Newton) per explicar el moviment relatiu i amb elles a obtenir que la massa, la longitud d'un objecte i el temps canviïn amb la velocitat, en altres paraules, explicar la distorsió de l'espai-temps. Com les transformacions de Galileu són un cas particular de les transformacions de Lorentz, podríem dir que la mecànica newtoniana és un cas particular de la mecànica relativista (o de la teoria de la relativitat).
Cinquè: un observador no pot distingir si el seu marc de referència és mòbil o estàtic llevat que es produeixi la acceleració.
Sisè: Les lleis de l'univers s'apliquen per igual en qualsevol marc inercial.
Va començar a ser necessari, quan certes anomalies de l'univers no podien explicar-se segons la mecànica newtoniana o la física clàssica. Té alguns antecedents com les transformacions de Lorenz, el fet que la velocitat de la llum no canvia en cap marc de referència, el fet de Mercuri es desvia de l'òrbita predita per Kepler i Newton sense l'existència d'un altre cos que la atregui. No va ser el sol per citar alguns.
