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愛因斯坦的狹義相對論表明，時間的流逝速率會隨著速度的增加而變慢。速度的極限是光速，速度越接近光速，時間越趨於靜止。那麼，時間和光速之間存在什麼關係？
從生活經驗來看，時間就是時間，光速就是光速，兩者壓根扯不上什麼關係。對於一艘速度為光速的宇宙飛船，飛到25光年外的織女星，所需的時間為25年。然而，這種計算方式只是對了一半。
從地球上來看，宇宙飛船確實是在25年後飛抵織女星。但從宇宙飛船上來看，飛到織女星只是一瞬間，不需要時間。如果宇宙飛船再掉頭返回地球，從地球上來看，這又要25年的時間；從飛船上來看，這只是一瞬間。
因此，當宇宙飛船重新回到地球上時，地球上的人已經變老50歲，而飛船上的人還是當初那個樣子。也就是說，在不同運動速度的觀測者身上，時間流逝速率是不一樣的。
不過，相對論禁止宇宙飛船的速度加速到光速。如果假設速度足夠接近光速，比如光速的99.999…999%，飛船上的時間也可以過得非常慢，近乎於停止，上述假設的情況仍然還是成立的。
不同參照系中的時間流逝速率不是完全相同的，導致這一現象的根本原因是光速不變原理，時間和光速之間確實存在某種意義上的關係。
相對於太陽而言，地球的公轉速度為30公裡/秒。如果在地球公轉方向上發射速度為10公裡/秒的火箭，那麼，火箭相對於太陽的速度為40公裡/秒。然而，如果把火箭換成光，那麼，光相對於太陽的速度仍然是30萬公裡/秒，而不是30.003萬公裡/秒。
也就是說，光速與其他速度的疊加之後不會增加，還是保持光速。愛因斯坦基於這樣的原理創立了狹義相對論，並推導出如下的速度合成公式：
根據上式，如果u和v都是0.6c（c表示光速），它們的合速度是0.882c，而不是1.2c。如果u為c，無論v是多少，合速度都為光速c。在日常生活中，u和v遠遠小於c，所以合速度近似等於u和v之和。但如果速度接近光速，相對論效應將不能忽略，近似公式將會失效。
按照絕對時空觀，時間和空間都是絕對不變的，光速會隨著速度的合成而發生變化。但根據相對論，光速是絕對不變的，這就要求時間和空間會隨著參照系而發生變化。
相對論效應在低速下很難探測到，直到能夠精確測定時間的原子鐘問世之後，物理學家才能進行驗證實驗。結果表明，相對論效應的預言與實際完全吻合。
包括我國北鬥在內的衛星導航要求天地時間十分精確地同步，這就要考慮到時間膨脹效應。因為相對論效應會讓天地時間每天相差幾十微秒，導致定位誤差每天累計超過10公裡。
宇宙浩瀚無垠，距離動輒成千上萬光年，就連光速看起來都顯得非常慢。但由於時間膨脹效應的存在，未來人類有望在足夠有限的時間內飛往遙遠的星際空間。