Bendroji reliatyvumo teorija yra mokslinė teorija, aprašanti materijos, energijos, laiko ir erdvės sąveiką. Pirmą kartą jį paskelbė Albertas Einšteinas 1917 m., kaip savo specialiosios reliatyvumo teorijos pratęsimą. Bendroji reliatyvumo teorija erdvę ir laiką traktuoja kaip vieną vieningą keturių dimensijų „erdvės laiką“; pagal bendrąją reliatyvumo teoriją materija deformuoja erdvėlaikio geometriją, o erdvėlaikio deformacijos sukelia materijos judėjimą, kurį matome kaip gravitaciją.
Pagrindinė bendrosios reliatyvumo teorijos prielaida yra ta, kad gravitacijos ir pagreičio sukeliamos jėgos yra lygiavertės. Jei uždara dėžė įsibėgėja, joks dėžutėje atliktas eksperimentas negali pasakyti, ar dėžė yra ramybės būsenoje gravitaciniame lauke, ar greitėja erdvėje. Šis principas, kad visi fizikiniai dėsniai yra vienodi paspartintiems stebėtojams ir stebėtojams gravitaciniame lauke, yra žinomas kaip lygiavertiškumo principas; jis buvo eksperimentiškai išbandytas daugiau nei dvylikos skaitmenų po kablelio tikslumu.
Svarbiausia lygiavertiškumo principo pasekmė yra ta, kad erdvė negali būti euklido visiems stebėtojams. Išlenktoje erdvėje, pavyzdžiui, iškreiptame lape, įprasti geometrijos dėsniai ne visada galioja. Išlenktoje erdvėje galima sukurti trikampį, kurio kampai sudaro daugiau ar mažiau nei 180 laipsnių, arba nubrėžti dvi lygiagrečias linijas, kurios susikerta. Specialusis reliatyvumas tampa vis tikslesnis, nes erdvėlaikio kreivumas pasiekia nulį; jei erdvėlaikis yra plokščias, dvi teorijos tampa identiškos. Kaip materijos kreivės erdvė apskaičiuojama naudojant Einšteino lauko lygtis, kurios yra G = T; G apibūdina erdvės kreivumą, o T – materijos pasiskirstymą.
Kadangi erdvė yra išlenkta, objektai bendrojoje reliatyvumo teorijoje ne visada juda tiesiomis linijomis, kaip ir rutulys nejudės tiesia linija, jei jį suksite į piltuvą. Laisvai krintantis objektas visada eis trumpiausiu keliu nuo taško A iki taško B, kuris nebūtinai yra tiesi linija; linija, kuria ji eina, yra žinoma kaip geodezinė linija. Nukrypimus nuo tiesių matome kaip „gravitacijos“ įtaką – Žemė nejuda tiesia linija, nes Saulė deformuoja erdvėlaikį Žemės kaimynystėje, todėl ji juda elipsine orbita.
Kadangi gravitacinės jėgos ir pagreičio jėgos yra visiškai lygiavertės, visas poveikis greitai judančiam objektui specialiojoje reliatyvumo teorijoje taip pat taikomas objektams giliai gravitaciniuose laukuose. Objektas, esantis arti gravitacijos šaltinio, skleis Doplerio poslinkio šviesą, lygiai taip, tarsi jis leistų greičiau. Taip pat atrodo, kad objektai, esantys arti gravitacinių šaltinių, sulėtėja, o bet kokia gaunama šviesa bus išlenkta lauko. Dėl to stiprus gravitacijos šaltinis gali išlenkti šviesą kaip objektyvas, sufokusuodamas tolimus objektus; šis reiškinys dažnai aptinkamas giliojo dangaus astronomijoje, kur viena galaktika sulenks kitos šviesą taip, kad atsiras keli vaizdai.