O espaço-tempo é uma construção matemática e física que explica como o espaço e o tempo interagem; as três dimensões físicas e uma dimensão de tempo se combinam para criar a natureza quadridimensional do universo. O espaço-tempo resultou do trabalho de Albert Einstein sobre a relatividade.
A relatividade afirma que os objetos que se movem pelo espaço em velocidades diferentes vivenciam o tempo de maneira diferente, e experimentos forneceram suporte para essa noção. Isso representa problemas para o transporte espacial de alta velocidade, já que as pessoas em uma espaçonave viajando perto da velocidade da luz experimentariam o tempo muito mais lentamente do que as pessoas na Terra. Essa diferença de tempo é mensurável, mesmo dentro de um espaço do tamanho de um planeta. A hora mantida nos satélites GPS, por exemplo, varia quando comparada aos relógios da Terra e precisa ser ajustada regularmente.