আপেক্ষিকতা তত্ত্ব
বিশেষ আপেক্ষিকতা স্থানকালের কাঠামোর একটি তত্ত্ব। এটি আলবার্ট আইনস্টাইন প্রথম ১৯০৫ সালে "On the Electrodynamics of Moving Bodies" নামক গবেষণা পত্রে প্রকাশ করেন। বিশেষ আপেক্ষিকতাবাদ দুইটি উপপাদ্যর ভিত্তিতে প্রতিষ্ঠিত, যার সাথে সনাতন বলবিজ্ঞানের বৈপূরত্ব আছে। 
১) সমবেগে চলমান সকল পর্যবেক্ষকের সাপেক্ষে পদার্থবিজ্ঞানের নিয়মাবলী অভিন্ন (আপেক্ষিকতাবাদের মূলনীতি)।
২) শূন্য মাধ্যমে আলোর গতিবেগ সমস্ত পর্যবেক্ষকের সাপেক্ষে একই এবং তা আলোর উৎসের ও পর্যবেক্ষকের গতির সাথে নিরপেক্ষ । 
সামগ্রিকভাবে এই তত্ত্ব ব্যবহারিক পরীক্ষার ফলাফল সনাতন বলবিজ্ঞানের চেয়ে ভালোভাবে ব্যাখ্যা করতে পারে। মাইকেলসন-মোরলী পরীক্ষাটি বিশেষ আপেক্ষিকতাবাদের দ্বিতীয় উপপাদ্য সমর্থন করে, তাছাড়া এই তত্ত্ব অনেক বিস্ময়কর ফলাফলেরও ব্যাখ্যা দেয়।
যেমন একজন পর্যবেক্ষকের পরিমাপে দুইটি ঘটনা তাৎক্ষনিক ঘটলেও অন্য একজন পর্যবেক্ষকের পরিমাপে তা নাও হতে পারে, যদি তারা একজন অপর জনের সাপেক্ষে গতিশীল হয়।
সময় প্রসারণ : একজন চলন্ত পর্যবেক্ষকেরের ঘড়ি, স্থীর পর্যবেক্ষকেরের ঘড়ির চেয়ে ধীরেধীরে টিক্ পরিমাপ করে।
দৈর্ঘ্য সঙ্কোচন: বস্তুর গতির দিকে তার দৈর্ঘ্য সঙ্কোচন ঘটে বলে পর্যবেক্ষকের কাছে পরিমিত হয়। 
ভর-শক্তির সাম্যতা: E = mc (শক্তির পরিমাণ = বস্তুর ভর × আলোর বেগের বর্গ), শক্তি এবং ভর সমতুল্য এবং পারস্পরিক পরিবতনযোগ্য।
কোয়ান্টাম আলোকবিজ্ঞান
১৯০০ সালে জার্মান পদার্থবিদ ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক পদার্থের তাপীয় বিকরণের তত্ত্ব সংক্রান্ত গবেষণার সময় লক্ষ্য করেন যে তাপীয় বিকিরণ (তড়িৎ-চৌম্বকীয় বিকিরণ বা আলো) কিছু বিশেষ কণার সন্নিবেশ হিসেবে কল্পনা করে নিলে তাপীয় বিকিরণের সঠিক গাণিতিক তত্ত্ব গঠন করা সম্ভব। প্ল্যাঙ্কের এই ধারণার উপর নির্ভর করে ১৯০৫ সালে আলবার্ট আইন্সটাইন তাঁর যুগান্তকারী গবেষণাপত্রে আলোক তড়িৎ ক্রিয়ার অজ্ঞাত রহস্য সমাধান করেন যা আলোর তরঙ্গতত্ত্ব ব্যাখ্যা করতে অপারগ। এই আবিষ্কার নতুন আঙ্গিকে আলোর তরঙ্গধর্মের পাশাপাশি কণাধর্মের দাবীকেও (আলোর কণা তরঙ্গ দ্বৈততা) পুনঃপ্রতিষ্ঠিত করে। ১৯২৬ খ্রিস্টাব্দে গিলবার্ট লিউইস আলোর কণাগুলিকে ফোটন নামে অভিহিত করেন। ব্রিটিশ পদার্থবিজ্ঞানী পল দিরাক সর্বপ্রথম আলোকীয় বিকিরণের পূর্ণগাণিতিক কোয়ান্টাম তত্ত্ব প্রবর্তন করেন। পরবর্তী সময়ে বিশেষ আপেক্ষিকতা তত্ত্বও ও আধুনিক কোয়ান্টাম বলবিদ্যার সংমিশ্রণজাত কোয়ান্টাম ক্ষেত্র তত্ত্ব কোয়ান্টাম আলোকবিদ্যার ধারণাকে আধুনিকতর এবং গতিশীল করে তুলেছে। আধুনিক কোয়ান্টাম আলোকবিজ্ঞানে যারা দৃষ্টান্তমূলক অবদান রেখেছেন তাঁদের মধ্যে ভারতীয় বিজ্ঞানী ই সি জি সুদর্শন, রয় গ্লাউবার প্রমুখ উল্লেখযোগ্য।