Albert Einstein publica en 1905 su trabajo Zur Elektrodynamik bewegter Körper ("Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento"), en el que presenta por primera vez su teoría de la relatividad especial.

La teoría de la relatividad especial está basada en dos postulados fundamentales:

• Principio de la relatividad: Las leyes de la electrodinámica y de la óptica serán igualmente válidas para todos los sistemas de referencia en los cuáles se cumplan las leyes de la mecánica (sistemas inerciales, que se mueven con velocidad constante).
• La luz se propaga siempre en el espacio vacío con una velocidad definida, independiente del estado de movimiento del cuerpo emisor.

El concepto de "simultaneidad" se vuelve relativo:

• Sucesos que ocurren en el mismo lugar pero en diferentes tiempos en un sistema, ocurren en diferentes lugares cuando son observados desde otro sistema que se mueve respecto al primero.
• Sucesos que ocurren al mismo tiempo pero en diferentes lugares de un sistema, ocurren en diferentes tiempos cuando son observados desde otro sistema que se mueve respecto al primero.
• Sucesos que ocurren en el mismo lugar y al mismo tiempo serán simultáneos para todos los observadores.

El concepto de "sistema de referencia" produce efectos en el espacio y en el tiempo:

• Un observador de un sistema encontraría, a partir de sus propias medidas, que los intervalos de longitud de los objetos que se mueven con otro sistema se acortan (contracción de la longitud).
• Un observador de un sistema encontraría, a partir de sus propias medidas, que los intervalos de tiempo entre los sucesos que se producen en otro sistema se alargan (dilatación del tiempo).
• Estos efectos aparentes no existen para el sistema propio de cada observador y van desapareciendo a medida que la velocidad del movimiento disminuye respecto a la velocidad de la luz.

La conclusión más importante de la teoría de la relatividad especial es que "la masa de un cuerpo es la medida de su contenido de energía", siendo la consecuencia del límite de la velocidad de la luz:

• La aplicación de una fuerza constante causa un aumento de la velocidad de un cuerpo; también se incrementa su energía cinética ya que, aunque la masa permanece constante, aumenta la velocidad.
• En el límite de la velocidad de la luz no permite aumentar más la velocidad, por lo que la fuerza ha de incrementar la energía cinética del cuerpo, incrementando su masa.
• La energía será, pues, equivalente a la masa, en una relación que resulta ser el cuadrado de la velocidad de la luz; así pues, la radiación electromagnética transfiere inercia entre los cuerpos.

La relatividad especial de Einstein no contradice las leyes del movimiento de Newton, sólo constituye una generalización de las mismas. Las diferencias entre ambos planteamientos sólo se hacen patentes a velocidades cercanas a la velocidad de la luz.