狭义相对论（Special Theory of Relativity）是 阿尔伯特·爱因斯坦在1905年发表的题为 《 论动体的电动力学》一文中提出的区别于牛顿时空观的新的平直时空理论。“狭义”表示它只适用于惯性参考系。这个理论的出发点是两条基本假设：狭义相对性原理和光速不变原理。理论的核心方程式是洛伦兹变换(群）（见 惯性系坐标变换）。狭义相对论预言了牛顿经典物理学所没有的一些新效应（相对论效应），如时间膨胀、长度收缩、横向多普勒效应、质速关系、质能关系等。狭义相对论已经成为现代物理理论的基础之一：一切微观物理理论（如基本粒子理论）和宏观引力理论（如广义相对论）都满足狭义相对论的要求。这些相对论性的 动力学理论已经被许多高精度实验所证实。
狭义相对论不仅包括如时间膨胀等一系列推论，而且还包括麦克斯韦－赫兹方程变换等。狭义相对论需要使用引入张量的数学工具。
拓展牛顿理论使之能够圆满解释上述新现象成为19世纪末、20世纪初的当务之急。以H. 洛伦兹为代表的许多 物理学家在 牛顿力学的框架内通过引入各种假设来对牛顿理论进行修补，最后引导出了许多新的与实验结果相符合的方程式，如 时间变慢和长度收缩假说、质速关系式和 质能关系式 ，甚至得到了 洛伦兹变换。所有这些公式中全都包含了 真空光速。如果只为解释已有的新现象，上述这些公式已经足够，但这些公式分别来自不同的 假说或不同的 模型而不是共同出自同一个物理理论。而且，使用牛顿 绝对时空观来对洛伦兹变换以及所含的 真空光速进行解释时却遇到了概念上的困难。这种不协调的状况预示着旧的物理观念即将向新的物理观念的转变。 爱因斯坦洞察到解决这种不协调状况的关键是 同时性的定义，同时性概念没有绝对的意义。而牛顿时空理论（或 伽利略变换）中的 时间没有办法在 现实世界中实现。为使用光信号对钟，爱因斯坦 假定了单向光速是个 常数且与 光源的运动无关（光速不变原理）。此外，他又把伽利略相对性原理直接推广为狭义相对性原理，由此得到了洛伦兹变换，继而建立了狭义相对论。
如果在某个 惯性系中看来，不同空间点发生的两个物理事件是同时的，那么在相对于这一惯性系运动的其他惯性系中看来就不再是同时的 （时间是一个坐标数据，某个坐标系中“时间维坐标”相同的两个不同位置的点，在另一个坐标系“时间维坐标”不同是很正常的）。所以，在狭义相对论中，同时性的概念不再有绝对意义（坐标数据是没有绝对的，相同的一个点在不同的坐标系中4个坐标数据完全可不相同），它同惯性系有关，只有相对意义。但是，对于同一空间点上发生的两个事件，同时性仍有绝对意义（3维空间坐标相同的两个不同时空点，仍然是两个不同的时点；但是狭义相对论规定这两个不同时空点的时间维距离是等效的，规定是有绝对意义的）。
狭义相对性原理：（其实就是数学逻辑）一切物理定律（除 引力外的力学定律、电磁学定律以及其他相互作用的动力学定律）在所有 惯性系中均有效；或者说，一切物理定律（除引力外）的方程式在洛伦兹变换下保持形式不变。不同时间进行的实验给出了同样的物理定律，这正是相对性原理的实验基础。
光速不变原理：（其实就是数学假设）光在真空中总是以确定的速度c传播，速度的大小同光源的运动状态无关。在真空中的各个方向上，光信号传播速度（即单向光速）的大小均相同（即光速各向同性）；光速同光源的运动状态和观察者所处的惯性系无关。这个原理同经典力学不相容。有了这个原理，才能够准确地定义不同地点的同时性。
