愛因斯坦在20世紀初提出時間膨脹理論，是其在建立狹義相對論時提出的：愛因斯坦在狹義相對論中預言：運動時鐘的指標速率比時鐘靜止時的速率慢，這就是著名的時間膨脹效應，又稱鐘慢效應，通俗的說就是：物體的運動速度越快，其相對時間流逝就越慢。

與此相似的有一個思想實驗為雙生子佯謬

內容是這樣的：有一對雙生兄弟，其中一個跨上一宇宙飛船作接近光速的長程太空旅行，而另一個則留在地球。結果當旅行者回到地球后，我們發現他比他留在地球的兄弟更年輕。

但是其理論卻在微觀上被科學家所證實

Rossi and Hall（1941）比較了位於山頂和位於海平面的由宇宙射線製造出的μ子數量。儘管μ子從山頂到地面所需的時間已經是幾個半衰期，但是在海面的μ子數量卻只是少了一點。這是由於μ子相對於測試者以高速運動，導致了可觀的時間膨脹效應。經計算，快速移動的μ子的衰變速度比它們相對測試者靜止時的衰變速度要慢10倍。

在我們的日常生活中，時間膨脹效應我們是感知不到的，因為我們涉及不到光速或接近光速的事物，時間膨脹效應只有在高速運動的狀態下才能被明顯察覺，這個速度的臨界值就是光速的十分之一，但這個速度幾乎只能在物理學家的實驗中才能實現。