Trong thuyết tương đối rộng, trường hấp dẫn được miêu tả bằng tenxơ mêtric g μ ν {\displaystyle g_{\mu \nu }} là nghiệm của phương trình trường Einstein đối với mỗi một cấu hình phân bố vật chất của tenxơ ứng suất–năng lượng,[8]

G = R μ ν − 1 2 R g μ ν = 8 π G c 4 T . {\displaystyle \mathbf {G} =R_{\mu \nu }-{\frac {1}{2}}Rg_{\mu \nu }={\frac {8\pi G}{c^{4}}}\mathbf {T} .}

Ở đây T là tenxơ ứng suất–năng lượng, G là tenxơ Einstein, và c là tốc độ ánh sáng,

Những phương trình này phụ thuộc vào sự phân bố vật chất và năng lượng trong vùng không gian, không giống như lý thuyết của Newton khi hấp dẫn chỉ phụ thuộc vào sự phân bố của vật chất. Cũng trường hấp dẫn trong thuyết tương đối tổng quát biểu diễn cho sự cong của hình học không thời gian. Thuyết tương đối tổng quát phát biểu rằng vật thể nằm trong vùng không thời gian cong là tương đương với sự chuyển động gia tốc của nó theo hướng gradien của trường. Theo định luật hai của Newton, điều này sẽ khiến vật chịu một lực quán tính nếu nó vẫn được giữ trong trường này. Điều này giải thích tại sao một người cảm thấy bị hút xuống khi đứng trên bề mặt Trái Đất. Nói chung, trường hấp dẫn miêu tả bởi thuyết tương đối rộng chỉ khác với cơ học cổ điển trong trường hợp khối lượng là lớn (như đối với lỗ đen, sao neutron hoặc khi khối lượng tăng đáng kể so với tăng khoảng cách như ở phạm vị lớn hơn 100Mpc trên quy mô Vũ trụ) hoặc chuyển động xấp xỉ tốc độ ánh sáng. Một trong những ví dụ nổi tiếng về sự khác biệt đó là sự lệch của tia sáng khi đi gần Mặt Trời.