时空曲率（curvature of spacetime），产生引力的质量的存在引起的时空畸变。弯曲空间概念是19世纪通过非欧几何学的数学研究而产生的。在阿尔伯特·爱因斯坦诞生前25年的1854年，伯恩哈德·黎曼（Bern- hard Riemann）第一个提出，自我封闭宇宙中的空间可能弯曲成三维弯曲球面的等价物。英国数学家威廉·克利福德（William Clifford）信奉并发扬了这一概念，他领悟到，除整体宇宙的总曲率外，还可能有他比作“小丘陵”的局部畸变。
1905年发表的爱因斯坦狭义相对论用一个数学描述把时间和空间统一起来。1908年赫尔曼·闵可夫斯基（Hermann Minkowski）证明这等价于一个四维欧几里得几何学的描述，所以空间和时间结合成的时空可以看成一张展平的纸的四维等价物。
1916年发表的广义相对论说明了这张“展平的纸”被物质畸变时将会发生的事。现在请把它想像为拉紧的蹦床表面；在表面上放一个重物将造成一个使时空弯曲的凹坑（这正好与克利福德比喻的小丘陵相反）。如果你在表面上滚动一个弹子，弹子将沿弯曲轨道运动，好像轨道被一个力拗弯了。这就是爱因斯坦理论中的引力作用方式——物质存在决定时空如何弯曲，时空曲率决定物质如何运动。 宇宙整体时空弯曲的可能性仍是一个未决问题（见宇宙模型），但弯曲时空概念在黑洞研究中却已经取得惊人的成就。
