El espacio-tiempo es una construcción matemática y física que explica cómo interactúan el espacio y el tiempo; las tres dimensiones físicas y una dimensión temporal se combinan para crear la naturaleza cuatridimensional del universo. El espacio-tiempo resultó del trabajo de Albert Einstein sobre la relatividad.
La relatividad indica que los objetos que se mueven a través del espacio a diferentes velocidades experimentan el tiempo de manera diferente, y los experimentos han proporcionado soporte para esta noción. Esto plantea problemas para el transporte espacial a alta velocidad, ya que las personas que viajan en una nave espacial cerca de la velocidad de la luz experimentarán el tiempo mucho más lentamente que las personas en la Tierra. Esta diferencia de tiempo es mensurable, incluso dentro de un espacio del tamaño de un planeta. El tiempo que permanecen los satélites GPS, por ejemplo, se desplaza en comparación con los relojes de la Tierra, y deben ajustarse con regularidad.