Aby oba te efekty były mierzalne, różnica prędkości pomiędzy układami odniesienia musi być dostatecznie duża – porównywalna z prędkością światła w próżni.
Ale w miejsce odległości wprowadza się pojęcie długość przedziału czasoprzestrzennego (interwału czasoprzestrzennego) pomiędzy zdarzeniami określonego wzorem
Wielkość ta jest stała w każdym układzie współrzędnych.
W ogólnej teorii względności tak zdefiniowana czasoprzestrzeń jest zakrzywiana przez pole grawitacyjne i jest szczególnym przypadkiem tzw. przestrzeni pseudoriemannowskiej.
Dla prędkości względnej układów i ciał w nich się poruszających znacznie mniejszych od prędkości światła w próżni, relacje czasoprzestrzenne można rozdzielić na niezależne położenie i czas. Relatywistyczna czasoprzestrzeń redukuje się wówczas do klasycznej czasoprzestrzeni euklidesowej.
Koncepcje z większą liczbą wymiarów
Rozwój pojęcia wielowymiarowej czasoprzestrzeni ściśle wiąże się z rozwojem teorii fizycznych.