1905年にA.アインシュタインはガリレオの相対性原理を拡張して特殊相対論（special theory of relativity）を提出した。空間の三次元に時間の一次元を加えた四次元空間（時空 spacetime）の一点は、ある時刻、ある場所においての事件（event）に対応し、事件の連続は時空に世界線（world line）を描く。相対論はスピノル、スピン、質量エネルギー、反物質などの素粒子と時空の物理の基礎概念を生んだ。さらに、ミンコウスキー空間（Minkowski space 特殊相対論の四次元空間モデル）のローレンツ－ポアンカレ対称性（Lorentz-Poincar symmetry）はエネルギー保存などの基礎を与えている（→「ミンコウスキー時空」）。