V 20. století, bylo vyvinuto několik nových teorie gravitace. Nejvíce důkladně prošetřeny a nejlepší založena z těchto teorií je, že Alberta Einsteina. To je základním kamenem jeho obecné teorie relativity, který byl zveřejněn v roce 1916.
v obecné teorii relativity, gravitace je prezentován jako účinek vyplývající z geometrické vlastnosti prostoru zvaného zakřivení. Zakřivení je ovlivněna distribucí hmoty v prostoru. Einsteinova pojetí gravitace je z velké části založen na principu ekvivalence. Podle tohoto principu, účinky způsobené zrychlením systému nelze odlišit od případů způsobených gravitační.
Pro podmínky v blízkosti Slunce a planet, rozdíly mezi předpověďmi Newtonova teorie a Einsteinova teorie gravitace je minuta a obtížně pozorovatelné. Předpovědi obou teorií se značně liší pouze pro subjekty pohybující se při rychlostech blížících se rychlosti světla, a pro regiony s tělesnými extrémně velkého množství.
Několik jevy předpovídá Einsteinova teorie byly použity k otestování. Tyto jevy patří zpomalení a vychýlení světla slunce gravitace, a postupné posunutí Merkuru na oběžnou dráhu kolem Slunce. Ačkoli některé připomínky byly neprůkazné, jiní silně podporují teorii.
Použití Einsteinovy teorie, fyzici předpověděl existenci různých astronomických jevů. Patří mezi ně gravitační vlny slabých poruchy ve vesmíru, které jsou generovány zrychleným hmoty a cestovat rychlostí světla; gravitační čočky celomasivní subjekty s gravitačním poli, která se zaměřuje světlo ze vzdálenější těleso, které tvoří více obraz těla; a černé díry-objekty, jejichž závažnost je tak velký, že ani jedno, ani světlo nemůže uniknout z toho. Nepřímé důkazy bylo zjištěno, jak černé díry a gravitačních vln. Některé experimenty prováděné v pozdní 1960 vypadal, že poskytuje přímý důkaz gravitačních vln, ale výsledky experimentů nebyly potvrzeny. Od pozdní 1970, astronomové objevili několik kvasarů, které se objevují na fotografiích jako dvojitých obrazů blízko obrazu intervenující galaxie. Mnoho astronomů věří, že intervenující galaxie v těchto fotografiích jsou gravitační čočky.