Trong lý thuyết tương đối rộng, không-thời gian có thể cong. Sự cong của thời không gian gây ra bởi sự có mặt của vật chất, tóm tắt trong phương trình Einstein. Các thời không gian cong được đặc trưng bởi tenxơ mêtric của thời không gian, nghiệm của phương trình Einstein khi cho biết một sự sắp đặt của vật chất.

Một số thời không gian cong ứng với các trường hợp đặc biệt có thể kể đến là mêtric Schwarzschild, mêtric Reissner-Nordström hay mêtric Kerr. Mêtric Schwarzschild mô tả chân không quanh một hành tinh, ngôi sao hay một hố đen không quay và không tích điện, và là ví dụ đơn giản nhất về thời không gian quanh hố đen.

Khi không có vật chất, lời giải phương trình Einstein trở về thời không gian phẳng như trong lý thuyết tương đối hẹp.