爱因斯坦的广义相对论是基于一个革命性的设想，引力和其他力不同，它不是力，只不过是时空并非平坦这一事实的结果，而早先人们以为时空是平坦的。

在广义相对论中，在时空中的质量和能量的分布使时空弯曲或翘曲。诸如地球这样的物体并非受到称做引力的力的作用而沿着弯曲轨道运动；相反，它们之所以沿着弯曲轨道运动，是因为在弯曲空间中，它们遴循着一条最接近直线的路径运动，这个路径称做测地线。用专业语言来说，测地线的定义就是相邻两点之间的最短(或最长)的路径。

几何平面是二维平坦空间的一个例子，在它上面的测地线是直线。地球的表面是一个二维的弯曲空间。地球上的测地线称做大圆。赤道就是一个大圆。地球上其中心和地心重合的任何其他的圆也都是大圆。(这些是在地球上你能画出的最大的圆，这个事实是术语“大圆”的来源。)由于测地线是两个机场之间的最短的路径，这就是航线领航员告诉驾驶员飞行的轨道。例如，你可以从纽约到马德里，按照罗盘，几乎是一直往东，沿着它们的共同纬线飞行英里。但是如果沿着大圆首先往东北方向，然后逐渐转向东方，最后转向东南方向飞，只要飞英里即能到达那里。

在一张地图上呈现出的这两条路径是令人误解的，地球表面在该地图上被畸变(拉平)了。当你笔直往东运动时，你并不真正地笔直运动，至少在最直接的路径即测地线的意义上说不是笔直的。在广义相对论中，物体在四维时空中总是汨着测地线运动。在没有物质时，这些在四维时空中的测地线对应于三维空间中的直线。在物质存在时，四维时空畸变了，使物体在三维空间中的路径弯曲。在旧的牛顿理论中，这种弯曲的方式被解释成引力吸引的效应。这和观看飞机在多山的地面上空飞行相当类似。

飞机也许是在一条直线上飞越三维空间，但是除去第三维高度—时，你会发现它在多山的地面上的影子是沿着一道弯曲的路径。或者想象一艘宇宙飞船在一条直线上飞越空间，直接通过北极上空，将它的路径投影到地球的二维表面上，你会发现它沿着半圆，在北半球上画出一条经线。太阳的质量弯曲时空，使得地球虽然在四维时空中遵循笔直的路径，但我们在三维空间中看去，它却是沿着一个几乎圆周的轨道运动。这是个很难摹绘的现象。

宇宙飞船在空间中沿直线飞行，把它的路径投影到二维的地面王就显得是弯曲的实际上，尽管广义相对论和牛顿引力论推导的方法不同，但由它们预言的行星轨道几乎完全相同。水星轨道的偏差最大。作为最接近太阳的行星，水星受到最强大的引力效应，并且它的椭圆轨道被拉伸得相当厉害。广义相对论预言，该椭圆的长轴应该以大约每度的速率旋转。尽管这个效应很小，但它还是在年之前很久就被注意到了，而且它成为爱因斯坦理论的最早验证之一。

近年来，人们用雷达测量到其他行星轨道和牛顿预言的甚至更为微小的偏差，并且发现和广义相对论的预言一致。光线在时空中也必须遵循测地线。再说一遍，空间是弯曲的这个事实意味着，在空间中，光显得不再沿着直线行进，这样广义相对论预言引力场应当弯折光线。例如，该理论预言，由于太阳质量的缘故，在太阳附近的光的路径，会向里稍微弯曲。

这意味着，从遥远恒星来的恰好通过太阳附近的光会偏折一个小的角度，于是地球上的见测者发觉，该恒星出现在不同的位置上。当然，如果从恒星来的光线总是在太阳邻近通过，我们就无法得知光线是被偏折呢，还是恒星本来就在我们似乎看到它的地方。

然而，由于地球围绕太阳公转，不同的恒星便显得在太阳背后通过，并使它们的光纬受到偏折。因此，它们相对于其他恒星的表观位置发生改变。