Dilatarea timpului este un fenomen științific care are loc conform teoriei relativității. Atunci când doi observatori sunt prezenți, fiecare va experimenta timpul diferit decât celălalt, ceea ce duce pe fiecare să creadă că experiența celuilalt a timpului este greșită. Dilatarea timpului poate fi creată fie printr-o diferență relativă de viteză între cei doi observatori, fie prin diferența lor de distanță în raport cu o masă mare. Prima situație este denumită dilatare în timp a vitezei relative, iar a doua este cunoscută ca dilatare a timpului gravitațional.
Orice dilatare a timpului cauzată de o diferență relativă de viteză va face un observator să creadă că timpul se mișcă mai lent pentru al doilea observator. În această configurație, cei doi observatori trebuie să fie departe de orice mase gravitaționale și trebuie să se miște cu viteze semnificative pentru ca efectul să fie suficient de semnificativ pentru a fi detectat. Vitezele mai mari cresc cantitatea de dilatare a timpului experimentată pentru observatori.
Fiecare observator poartă un ceas și urmărește ceasul celuilalt observator în raport cu propriul său ceas. Datorită vitezelor relative, timpul pare să se dilate sau să încetinească în celălalt ceas în raport cu ceasul local. Acest fenomen va fi experimentat de ambii indivizi și ambii observatori vor simți că celălalt ceas se mișcă mai lent față de propriile ceasuri.
Dilatarea gravitațională a timpului este al doilea tip descris de relativitate. În această situație, doi observatori sunt în repaus unul față de celălalt și o masă gravitațională. Ambii observatori sunt situati la distante diferite de masa, care sunt suficient de semnificative pentru a permite experienta dilatarii timpului. Observatorul care este mai aproape de masă experimentează o atracție gravitațională mai puternică din partea masei în raport cu observatorul care este mai departe. Forța gravitațională a masei este uneori denumită un puț gravitațional, iar primul observator este descris ca fiind mai adânc în puț decât al doilea observator.
Cei doi observatori poartă fiecare cu ei un ceas pentru a înregistra timpul. Primul observator, care este mai aproape de masa gravitațională, va experimenta ceasul celuilalt observator mai rapid decât propriul său ceas, în timp ce al doilea observator va vedea ceasul primului observator ca mai lent decât propriul său ceas. Fiecare observator încă experimentează ceasul local ca fiind înregistrarea corectă a timpului. Spre deosebire de situația vitezei relative, observatorii din această situație sunt de acord că un ceas este cel mai lent, în timp ce celălalt este cel mai rapid.