愛因斯坦廣義相對論中的內容，他解釋了引力作用和加速度作用沒有差別的原因。還解釋了引力是如何和時空彎曲聯絡起來的，利用數學，愛因斯坦指出物體使周圍空間、時間彎曲，在物體具有很大的相對質量（例如一顆恆星）時，這種彎曲可使從它旁邊經過的任何其它事物，即使是光線，也改變路徑。廣義相對論指出，時空曲率將產生引力。

當光線經過一些大質量的天體時，它的路線是彎曲的，這源於它沿著大質量物體所形成的時空曲率。因為黑洞是極大的質量的濃縮，它周圍的時空非常彎曲，即使是光線也無法逃逸。愛因斯坦的廣義相對論認為，由於有物質的存在，空間和時間會發生彎曲，而引力場實際上是一個彎曲的時空。愛因斯坦用太陽引力使空間彎曲的理論，很好地解釋了水星近日點進動中一直無法解釋的43秒。

廣義相對論的第二大預言是引力紅移，即在強引力場中光譜向紅端移動，20年代，天文學家在天文觀測中證實了這一點。廣義相對論的第三大預言是引力場使光線偏轉。最靠近地球的大引力場是太陽引力場，愛因斯坦預言，遙遠的星光如果掠過太陽表面將會發生一點七秒的偏轉。

彎曲空間的數學理論是在19世紀，主要由本哈·黎曼（Bernhard Riemann）發展出來的。即使是最簡單的情況，彎曲幾何的特性也是歐幾里德幾何完全沒有的。再次考慮一個球面。這是一個二維空間，曲率為正值且均勻（各點都一樣），因為兩個曲率半徑都等於球面的半徑。連線球面上兩個分離點的最短路線是一個大圓的一段弧，即以球心為中心畫在球面上的一個圓的一部分。

大圓之於球面正如直線之於平面，二者都是測地線，就是最短長度的曲線。一架不停頓地由巴黎飛往東京的飛機，最省時間的路線是先朝北飛，經過西伯利亞，再朝南飛，這才是最短程路線。由於所有大圓都是同心的，其中任何兩個都相交於兩點（例如，子午線相交於兩極），換句話說，在球面上沒有平行的“直線”。

我們現在來考慮廣義相對論的四維幾何。重要的是，時空是彎曲的，而不僅是空間。黎曼曾試圖以彎曲空間來使電磁學和引力相和諧，他之所以未成功，是因為沒有扭住時間的“脖子”。設想我們把石塊擲向地面上10米外的靶子。在地球引力作用下石塊將沿連接出手處和靶子的拋物線飛行，其最大高度取決於初始速度。

如果石塊以10米/秒的速度擲出，並將用1．5秒鐘落到目標，則其最大高度為3米。如果改成用槍射擊，且子彈初速為500米/秒，則子彈將沿高為0．5毫米的弧線用0．02秒鐘擊中目標；如果子彈被射到12公里高的空中再落到靶子上（忽略空氣的影響和地球自轉），它的總飛行時間就大約是100秒。由此推至極限，也可以用速度為30萬公里/秒的光線來射靶子，這時的軌道彎曲變得難以覺察，幾乎成了一條直線。顯然，所有這些拋物線的曲率半徑各不相同。

現在加進時間維度。無論對石塊、子彈還是光子，在時空中量度的曲率半徑都精確地相等，其值為1光年的星級。因此，更合理的說法是，時空軌道是“直”的，而時空本身被地心引力所彎曲，不受任何其他力的拋射體將沿測地線運動（等價於說沿彎曲幾何中的直線運動）。

所有理論都有自己的方程式。愛因斯坦引力場方程把時空變形的程度與引力源的性質和運動聯絡了起來，物質告訴時空必須如何彎曲，而時空告訴物質必須如何運動。愛因斯坦方程是極為複雜的，其中涉及的物理量不再只是力和加速度，而是還有距離和時間間隔。它們是張量，這種量的每一個都像一張有著多項條目的表格，包含著關於幾何和物質的所有資訊。

時空會彎曲是真的，這是毋容置疑的。引力波能被探測到就是最好的證明。因為引力波是時空的漣漪，是時空的振動，這說明空間是具有彈性的，不是純剛體的東西。

有人說慣性的本質是時空彎曲，這樣說對嗎？

研究者提出由廣義相對論解釋慣性的可能成因：靜者恆靜乃是因為靜止質量會扭曲時空產生凹陷，猶如一個鐵球放在彈簧床的正中央產生了凹陷，此凹陷限制了鐵球的運動並固定其位置，此可解釋為何引力質量恰與慣性質量完全相等，是故靜者恆靜。

動者恆動是因為廣義相對論有旋轉參考系託曳，及線性參考系託曳，當一個具質量物體轉動時時空會跟著轉動，而直線運動時時空也會跟著直線運動，根據參考系託曳公式，時空場運動的幅度正比於角動量或動量，當時空轉動時其上的物體會跟著轉動而當時空線性前進時物體也會跟著向前運動，當物體在轉動或直線前進時它又會帶動時空的轉動或直線運動，如此迴圈不息的正向回饋，造成了動者恆動轉者恆轉，這也是動量守恆及角動量守恆的原因，是故動量為物體直線運動的慣性而角動量為物體旋轉運動的慣性。