科学家通常将时空的维数写作“3+1”而不是“4”。空间有三个维度。但空间和时空是两个不同的概念，后者要复杂得多。由于加入了时间，我们描述一个事件时，除了原来的三个空间坐标外，还有时间坐标。不同时间发生在同一空间上的事件是不同的。
两点沿着它们的连线相向运动，总会在某处相遇。两点在同一时刻处在了相同的空间位置上。相对论称这样的事件为“共时事件”。这种事件只有当两个不同物理对象的所有空间因素和时间因素重合时才会发生。
在空间中发生的运动同时也会在时间中运动;此刻在此处的你，无法同时存在于别处，而只能在之后前往别处。爱因斯坦的狭义相对论认为，真空中的光速是一种放之四海而皆准的速度极限，假如物体的运动速度接近光速，就会发生奇特的时间膨胀和长度收缩现象。但相对论的伟大之处还在于它作出了另一个重大发现：在数学上，时间和空间具有相同的表现。
假如我们在某一空间位置上保持完全静止，那么时间的流逝速度是最快的。我们在空间中穿行的速度越快，时间的流逝速度就越慢，而且我们和目的地之间的空间距离就越短。假如我们能够做到质量为零，那么我们就能以光速飞行，而且我们能够在瞬间到达我们的目的地，时间在我们身上将不会流逝。
从物理学的角度来看，这些结论都是非常令人震惊的。因为这意味着无质量的粒子能够做到完全而彻底的稳定，在它们身上，时间是不会流逝的。与此同时这也意味着一个有质量的、不稳定的粒子的飞行距离要大大小于实际距离。比如μ介子从它的诞生之所——大气层顶端到达地面只需飞行660米。而一对双胞胎一个留在地球另一个乘坐飞船以近光速进入太空，后者返回地球后也将比前者年轻得多，因为时间在他身上的流逝要慢得多。
时间作为一个维度，我们无时无刻不在其中穿行。相对论发展到今天，也包含了更为丰富的内容。空间本身可以存在曲度。但无论空间平坦还是弯曲，我们只要在空间中穿行，也必然在时间中穿行。而无论是谁在时空中穿行，都要遵守相同的规律，产生相同的效应，得到相同的结果。没有时间维度，不但相对论会失效，我们这个宇宙恐怕也会面目全非。
