Yleinen suhteellisuusteoria (1915) on Newtonin gravitaatiolakia täsmällisempi esitys gravitaatiovuorovaikutuksesta. Yleisen suhteellisuusteorian mukaan massalliset kappaleet muokkaavat avaruuden geometrista rakennetta, mikä aiheuttaa gravitaatiovuorovaikutuksen. Esimerkiksi tähtien ympärillä avaruus kaareutuu siten, että planeetat liikkuvat ellipsin muotoisia ratoja. Vastaavasti sähkömagneettinen säteily, esimerkiksi valo, voi ohittaa tähden sen molemmilta puolilta, jolloin muodostuu gravitaatiolinssi.