這個問題要從伽利略的相對性原理和慣性原理說起。伽利略相對性原理是個有適用範圍的普通力學的相對性原理，是個理想的平直空間的相對性原理，它並不適用於電磁領域和引力。這個原理和慣性原理是相通的，慣性原理是整個牛頓力學的基石，堪稱第一原理。在勻速直線運動的火車，向上豎直拋一塊石頭，最終還是落到上拋點而沒有落到火車運動的反方向，這和靜止在車站上的火車上結果是一樣的，我們坐在火車上並不能判斷火車是靜止還是勻速直線運動，這就是相對性原理。在勻速直線運動的火車上向上拋石頭之所以沒落到火車的後方是因為慣性。
伽利略相對性原理在19世紀遇到了困難，麥克斯韋建立的電磁學大廈非常完美，但卻並不滿足相對性原理，也就是說伽利略相對性原理並不適用電磁力學。愛因斯坦卻認為相對性原理應該是一個普遍性的原理，應該也能適用於電磁力學，麥克斯韋聯立方程組中隱含著光速是個常數，這個結果為邁克爾遜――莫雷實驗所證實，當時邁克耳遜――莫雷做的“以太漂流”實驗，實驗結果否定了“以太”的存在，多次精確測定的光速都是不變的。1905年愛因斯坦大膽把光速不變上升為一個原理，結合伽利略相對性原理，把伽利略相對性原理做了簡單推廣，最終創立狹義相對論。表面上看光速不變原理和相對性原理是相牴觸的，其實不然，伽利略相對性原理實際上是個近似的原理，它只考慮空間的相對性，沒有考慮時間的相對性，光速不變原理正是空間和時間的相對性的統一的體現。相對性原理成功適用於了電磁領域，適用範圍得到了進一步擴大，這個原理被稱為狹義相對性原理。
應該指出，不管是麥克斯韋的電磁學還是狹義相對論，它們和伽利略牛頓力學一樣仍然屬於經典物理。狹義相對性原理和伽利略相對性原理一樣只適用於慣性系，也即靜止或勻速直線運動的參考系，它是個理想的平直時空的相對性原理，慣性原理貫穿始終。但現實中的運動很複雜，大多是非慣性系的，那麼相對性原理能不能適用於非慣性系呢？慣性到底是什麼呢？
馬赫認為慣性不是物體自身的固有屬性，而是宇宙中其他物質作用的結果。在非慣性系中物體所受的“慣性力”不是“虛擬的”，而是一種引力的表現，是宇宙中其他物質對它的總作用。他認為不存在絕對空間和絕對運動，認為時間和空間的幾何不能先驗地給定，而應當由物質及其運動所決定。愛因斯坦把這些閃光的思想稱為“馬赫原理”，他吸取了其精華，然後從慣性質量等於引力質量這個事實出發，革命性的提出“等效原理”――加速度場局域等同於引力場。即一個非慣性系等價於一個慣性系內附加上個引力場。他用一個升降機作了形象的闡述，人在沒有引力場的太空深處的一個升降機裡，這時如果把這個升降機以9.8米/秒²的加速度向上提升運動，那升降機裡的人無法判斷是處在一個受到向下地球重力的慣性系中，還是處在一個以9.8米/秒²的加速度向上運動的非慣性系中。
把相對性原理成功引入引力現象，把相對性原理由慣性系推廣到非慣性系。這就是廣義相對性原理：任何參考系都是平權的，沒有任何優越的參考系，每個客觀的物理規律應該在任意座標系下均有效。愛因斯坦甚至放棄“慣性系”的名稱，因為這是個不嚴謹的概念，宇宙中根本不可能存在。他認為所有的物理定律在任意參考系中都具有相同的數學形式。即它們必須在任意座標變換下協變，所以廣義相對性原理又叫廣義協變性原理。廣義相對性原理充分表明了宇宙中不存在絕對空間（參考系），不存在絕對運動，不存在絕對加速度，無法判斷是慣性系還是非慣性系，一切都是相對的。是徹底的相對性原理。
愛因斯坦從上面所說的等效原理和廣義相對性原理出發，革命性地提出引力是時空彎曲幾何效應的畸變（所以廣義相對性原理是彎曲時空的相對性原理。）。先後完成運動學和動力學，運用黎曼幾何等數學工具成功創立廣義相對論。所以廣義相對論的確是適用於包括非慣性系的一切參考系。
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