理为基础原则，从原则上导出了被称作洛伦兹变换的坐标变换方程：

    “如何把运动学摆端正呢？答案是不言而喻的：当年把我们引向那么多伤脑筋的困难的那同一种情况，现在却把我们引向一条可通行的道路，就是说，通过放弃以上所述的那些随意性的假设，我们可以得到更大的活动范围。

    因为事实证明，正是那两条由经验加给我们的表面看来不相容的公理，即相对性原理和光速不变原理，就把我们引向了空间-时间变换问题的完全确定的解（注：即洛伦兹变换）。我们得到一些结果，其中一部分和我们习惯了的观念相当抵触。”

    之后，爱因斯坦就简述了根据狭义相对论的洛伦兹变换得出的一些和人们习惯了的观念相当抵触的一些结论：

    一、尺缩效应

    匀速运动的物体与静止时相比，在运动方向上发生尺寸收缩，其收缩比例为洛伦兹因子√[（1-υ2/c2）]，υ为物体运动速度，c为光速。

    由此，静止球形运动时为椭球形，达到光速时则收缩为一个平面：

    “如果物体在静止状态下呈球形，若我们使它沿某一方向运动起来，它就将呈扁椭球形。当它的速度达到光速时，它就会收缩成一个平面。

    然而，从一个随同运动的观察者看来，物体在运动之前和运动之中都保持其球形。另一方面，从随物体而运动的观察者看来，所有不跟着他一起运动的物体也显得是按照完全相同的方式而在相对运动的方向上发生了收缩。

    这种结果将不再显得那么奇怪，如果人们考虑到一件事实的话，那就是，关于运动物体之形状的判断具有一种相当复杂的意义，因为按照以上所说，这种形状只能通过时间的测定来判断。

    人们觉得，“运动物体的形状”这个概念有一种一目了然的意义；这种感觉是由于一件事实：在我们的日常经验中，我们习惯于遇到的只是一些和光速相比实际上可以看成无限小的运动速度。”

    二、钟慢效应

    运动的钟相比静止时要走的慢，其时间间隔变长，比例为1/√[（1-υ2/c2）]，而此处的时钟不过是一切物理现象的一种简单的代表。而这也引出了所谓的时钟佯谬：

    “当设想按照下述方式来办时，事情就最好玩了：人们传给这个时钟一个很大的速度(几乎等于c)，然后就让它在匀速运动中继续飞行，而当它已经走过了很长的一段路以后，人们又沿相反的方向传给它一个动量，以使它回到原来的出发点。

    于是就会发现，在时钟的整个旅程中，它的指针位置几乎没有改变，而静止在出发点上的一个构造完全相同的时钟却在整个这段时间内大大改变了它的指针位置。

    必须再指出，我们引用时钟只是作为一切物理现象的一种简单的代表，对于时钟成立的情况，对于任何其他构造的闭合物理体系也同样成立。”

    三、由静止定律推广到运动定律

    利用洛伦兹变换可以从已知的适用于静止物体或缓慢运动物体的定律推得适用于随便多快的运动物体的定律，将此种方法应用到快速阴极射线的运动定律已得到了实验的完美验证：

    “在相对论的物理上很重要的推论中，我们必须提到下列的推论：我们在前面已经看到，按照相对论，一个运动的钟要比同一个钟在处于静止状态时走得慢一些。也许永远不能用一个怀表来验证这一点，因为我们所能给予怀表的速度和光速相比是小得微不足道的。

    但是大自然却给我们准备了一些客体，它们具有和钟表十分相同的特征，而且是可以运动得非常地快的。这些就是发射光谱线的原子，而我们借助于电场可以使它们得到每秒若干千公里的速度(极隧射线)。

    按照理论，可以预期这些原子的振动频率应该显得会受到它们的运动的影响，其方式正和由运动的钟表推得的方式完全相同。即使有关的实验会有很大的困难，我们却确实希望在今后的几十年内将用这种办法得到相对论的证实或否定。”

    四、质能方程

    质能方程E=2，可能是爱因斯坦最知名的方程，也是最大众化的方程，因为他比引力场方程的涵义更通俗，形式更简单，同是还是核反应巨大能量的理论基础：

    “理论还导致一个重要结果，即一个物体的惯性质量依赖于它所含的能量，尽管其依赖程度是如此地小，以致直接的证明显得是毫无希望的。如果物体的能量增加E，则惯性质量增加E/c2。

    这一定理推翻了质最守恒原理，或者说，把这一原理和能量守恒原理结合成了单独一条原理。

    不论这一结果可能显得多么奇怪，人们在少数特例中却可以甚至不用相对论就能根据经验上的已知事实无可争辩地得出结论说惯性质量是随着所含能而递增的。”

    五、四维时空

    狭义相对论高度数学化的发展就是闵可夫斯基提出的四维时空理论，将时间作为与三维空