Czasoprzestrzeń jest absolutnym zbiorem zdarzeń, zlokalizowanych w przestrzeni i czasie. Jest ona czterowymiarowa, składa się z trzech współrzędnych przestrzennych oraz ze współrzędnej czasowej (ct).
W największym uogólnieniu wszystkie oddziaływania i cząstki (przy założeniu, że są to drgające struny) można potraktować jako odkształcenia wielowymiarowej czasoprzestrzeni. Jest to podejście analogiczne do uznania grawitacji za zagięcie
4-wymiarowej czasoprzestrzeni w teorii względności, ale dzięki przyjęciu większej liczby wymiarów „pojemność” tej koncepcji jest znacznie większa. Czyni to wielowymiarową czasoprzestrzeń dobrym narzędziem do próby stworzenia Ogólnej Teorii
Wszystkiego.
Zgodnie z ogólną teorią względności Alberta Einsteina grawitacja nie jest siłą, która działa na masywne ciała, z punktu widzenia powszechnej grawitacji Isaaca Newtona. Zamiast tego, ogólna teoria względności wiąże grawitację z geometrią samej
czasoprzestrzeni, a zwłaszcza z jej krzywizną.
W fizyce klasycznej czas płynie w sposób ciągły i niezależny dla wszystkich obiektów. W teorii względności czasoprzestrzeń jest czterowymiarowym kontinuum łączącym znane nam trzy wymiary przestrzeni z wymiarem czasu.
Aby uwzględnić grawitację w teorii względności, struktura czterowymiarowej czasoprzestrzeni musi wykraczać poza reguły klasycznej geometrii, gdzie równoległe linie nigdy się nie spotykają, a suma kątów trójkąta wynosi 180°. W ogólnej teorii
względności czasoprzestrzeń nie jest „płaska”, ale jest zakrzywiona przez obecność masywnych ciał.
Przedstawiona artystyczna reprezentacja wizualizuje czasoprzestrzeń jako uproszczoną, dwuwymiarową powierzchnię, która jest zniekształcana obecnością trzech masywnych ciał, przedstawionych jako kolorowe kule. Zniekształcenie powodowane przez
każdą kulę jest proporcjonalne do jej masy.
Krzywizna czasoprzestrzeni wpływa na ruch jej masywnych ciał; z kolei, gdy masywne ciała poruszają się w czasoprzestrzeni, krzywizna zmienia się, a geometria czasoprzestrzeni podlega ciągłej ewolucji. Grawitacja opisuje następnie interakcje
między materią a czasoprzestrzenią.