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Einsteins dritter bedeutender Artikel von 1905, Zur Elektrodynamik bewegter Körper, enthielt das, was man später als spezielle Relativitätstheorie bezeichnete. Die Entwicklung der Physik im 19.Jahrhundert war von einer mechanistischen Auffassung geprägt. Optische und elektromagnetische Phänomene wurden in Analogie zur Elektrizitätslehre gedeutet, wobei ein absolut ruhender "Äther" das Medium darstellte. Die Vorstellung widersprach der seit Galileo Galilei bekannten Tatsache, dass zwischen gleichförmig bewegten Körpern nur Relativgeschwindigkeiten beobachtbar sind. Die Gleichungen der Elektrodynamik genügen aber nicht den Transformationen, welche die Umrechnung von einem gleichförmig bewegten Bezugssystem (Inertialsystem) in ein anderes ermöglichen, zumindest nicht innerhalb der Grenzen der Mechanik Isaac Newtons. Nach Einsteins Theorie hat die Äquivalenz (Gleichwertigkeit) aller gleichförmig bewegten Bezugssysteme universelle Gültigkeit. Als zweites Prinzip postulierte er die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit in allen gleichförmig zueinander bewegten Bezugssystemen. Er war dadurch in der Lage, eine widerspruchsfreie und korrekte Beschreibung physikalischer Ereignisse in verschiedenen Inertialsystemen zu liefern, ohne spezielle Annahmen über das Wesen von Materie oder Strahlung zu treffen, oder darüber, wie sie miteinander in Wechselwirkung stehen. Die Schwierigkeit, die die Zeitgenossen mit Einsteins Arbeit hatten, rührte nicht daher,
dass sie mathematisch komplex oder technisch undurchsichtig war. Das Problem resultierte vielmehr aus Einsteins Überzeugungen hinsichtlich dessen, was eine geeignete Theorie auszumachen habe sowie hinsichtlich der Beziehung zwischen Experiment und Theorie. Zwar sah Einstein Erfahrung als einzige Quelle des Wissens. Doch hielt er wissenschaftliche Theorien für freie Schöpfungen der Intuition. Und Prämissen, auf denen Theorien basierten, konnten aus seiner Sicht nicht logisch mit Experimenten in Verbindung gebracht werden. Eine gute physikalische Theorie zeichne sich dadurch aus, dass sie hinsichtlich der Beweisführung mit einer geringen Zahl von Postulaten auskomme. Diese Reduktion an Postulaten, die kennzeichnend für das gesamte Werk Einsteins ist, war es, die seine Arbeit auch in Fachkreisen so schwer verständlich machte und ihm lange Zeit keine Unterstützung zukommen ließ.
Einstein fand jedoch auch Befürworter. Sein wichtigster früher Förderer war der deutsche Physiker Max Planck. Einstein blieb, nachdem er in der Wissenschaft an Ansehen gewonnen hatte, noch vier Jahre am Patentamt. Danach folgte ein schneller Aufstieg in der deutschsprachigen akademischen Welt. Seine erste akademische Berufung erhielt er 1909 an die Universität Zürich. 1911 ging er an die deutschsprachige Universität Prag, und 1912 kehrte er wieder an die Eidgenössische Polytechnische Hochschule in Zürich zurück. 1913 wurde er schließlich zum Direktor des Kaiser-Wilhelm-Instituts für Physik in Berlin berufen.
Einstein postuliert, daß die Lichtgeschwindigkeit (c) unabhängig von der Bewegung eines Beobachters konstant ist, woraus sich in der berühmten Gleichung E = mc2 die Äquivalenz von Masse (m) und Energie (E) ergibt.
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