牛顿的引力理论取得了极其伟大的成就，但仍存在严重的困难。其一是与天文观测不一致。由于这一理论不能解释水星的近日点4.26"±9"/10的进动。其二，由于牛顿的引力理论是超距作用，因此必然导致空间每一点的引力场强都是无穷大，也必然不能与狭义相对论相一致。
狭义相对论深化了我们对时空本质的理解，揭示了时空结构对物质的作用，如质能关系，但是它还不是最终的、完备的理论。由狭义相对论能够解释光线在引力场中的弯曲及水星进动，但所得结果在数量上却是不正确的，也未能揭示物质对时空结构的反作用。狭义相对论告诉我们，在各惯性参照系中，物理规律都是等同的。但它没有告诉我们，在非惯性参照系中，物理规律将具有什么形式？如果物理规律仅在惯性参照系中成立，那么由于在宇宙中极难找到一个真正的惯性参照系，如此，物理规律岂不都变成了近似规律。可见，在任意参照系中物理规律具有什么形式是必须回答的问题。另一方面，在狭义相对论中也没有考虑引力作用。引力是长程作用，对时空性质必有影响，考虑引力作用后，时空性质将有怎样的变化？爱因斯坦创立了狭义相对论之后，认真地思考了这个问题，在牛顿引力理论和狭义相对论基础上，经过近十年的努力，最后完成了广义相对论的创立。
现代宇宙学建立在广义相对论基础上，广义相对论建立在黎曼几何基础上，需要较多篇幅才能将黎曼几何解释清楚，因此这里不作深入讨论，仅限于对广义相对论及宇宙学的基本概念作定性的、概括的说明。
狭义相对论深化了我们对时空本质的理解，揭示了时空结构对物质的作用，如质能关系，但是它还不是最终的、完备的理论。由狭义相对论能够解释光线在引力场中的弯曲及水星进动，但所得结果在数量上却是不正确的，也未能揭示物质对时空结构的反作用。狭义相对论告诉我们，在各惯性参照系中，物理规律都是等同的。但它没有告诉我们，在非惯性参照系中，物理规律将具有什么形式？如果物理规律仅在惯性参照系中成立，那么由于在宇宙中极难找到一个真正的惯性参照系，如此，物理规律岂不都变成了近似规律。可见，在任意参照系中物理规律具有什么形式是必须回答的问题。另一方面，在狭义相对论中也没有考虑引力作用。引力是长程作用，对时空性质必有影响，考虑引力作用后，时空性质将有怎样的变化？爱因斯坦创立了狭义相对论之后，认真地思考了这个问题，在牛顿引力理论和狭义相对论基础上，经过近十年的努力，最后完成了广义相对论的创立。
现代宇宙学建立在广义相对论基础上，广义相对论建立在黎曼几何基础上，需要较多篇幅才能将黎曼几何解释清楚，因此这里不作深入讨论，仅限于对广义相对论及宇宙学的基本概念作定性的、概括的说明。
