Principiul relativității susține că legile fizicii vor funcționa la fel în condiții similare, indiferent de locația sau viteza unui observator. Principiul relativității nu trebuie confundat cu teoriile relativității generale sau speciale, deși acele teorii folosesc principiul ca bază. Acele teorii au fost dezvoltate în secolul al XX-lea; principiul relativității a fost înțeles mult mai devreme și ilustrat de Galileo într-un exemplu faimos cunoscut sub numele de „nava lui Galileo”. Aplicarea de către Einstein a principiului relativității la lumină a condus la teoriile sale revoluționare ale relativității.
Timp de secole, știința a fost constrânsă de modelul ptolemaic al universului, în care se credea că toate stelele și corpurile planetare orbitează în jurul Pământului. Copernic și-a dat seama în anii 1500 că soarele era mai probabil un corp central, dar autorităților religioase și științifice s-au opus acestei credințe. Ei au susținut că dacă Pământul ar fi în mișcare, acest lucru ar crea efecte pe care oamenii le-ar putea observa. De exemplu, un obiect aruncat dintr-o clădire ar ateriza undeva la vest de clădire, deoarece planeta se rotise spre est în timpul în care obiectul cădea.
Galileo, scriind în 1632, a respins acest argument cu elocventul experiment de gândire „Nava lui Galileo”. În acest exemplu, oamenii care călătoresc pe o mare lină pe o navă rapidă nu ar putea spune dacă nava este în mișcare sau în repaus dacă au fost închise într-o cabină fără ferestre. Orice obiecte din cabină, inclusiv insecte zburătoare, pești într-un castron și o minge aruncată, s-ar mișca la fel, indiferent de mișcarea exterioară a navei. Cu alte cuvinte, mișcarea lor ar fi relativă la mediul lor, nu la factori externi. Același principiu se aplică Pământului, motiv pentru care oamenii nu sunt doborâți de forța de rotație a planetei.
Sir Isaac Newton, lucrând mai târziu în același secol, a aplicat principiul relativității altor corpuri planetare și mecanicii mișcării în general. Acest lucru l-a ajutat să-și formeze propriile teorii, care au devenit baza pentru o mare parte a științei moderne. De-a lungul secolelor, progresul științei a fost în general departe de ideea reconfortantă că există un punct de referință stabil și neschimbător de la care toate lucrurile pot fi măsurate. În schimb, știința a dovedit în mod repetat că nu există un punct de referință „fix”; totul trebuie măsurat ca relativ la altceva.
Chiar și la începutul secolului al XX-lea, mulți oameni de știință credeau că spațiul era umplut cu un mediu stabil numit „eter”. Einstein și alți oameni de știință, totuși, și-au dat seama că principiul relativității se aplica tuturor legile fizicii, ducând la faimoase teorii ale relativității. Esența acestor teorii este că materia, energia, timpul și chiar spațiul în sine nu sunt constante, ci se pot schimba în condițiile potrivite. Viteza luminii, a realizat Einstein, era singura constantă universală care putea fi folosită pentru a măsura și confirma aceste teorii. Modelul clasic al navei lui Galileo a fost uneori aplicat navelor spațiale pentru a ilustra principiul, în care mișcarea unui obiect în spațiu poate fi măsurată doar în raport cu alte obiecte.