Vremenska dilatacija viđena zbog relativne brzine proizlazi iz posebne relativnosti. Ako se dva promatrača, Janet i Jim, kreću u suprotnim smjerovima i dok prolaze jedan pored drugog, primijećuju da sat druge osobe otkucava sporije od vlastitog. Ako bi Judy trčala pored Janet istom brzinom u istom smjeru, satovi bi otkucavali istom brzinom, dok Jim, krećući u suprotnom smjeru, vidi kako obojica imaju sporije tikanje satovi. Čini se da vrijeme prolazi sporije za promatranu osobu nego za promatrača.
Vremenska dilatacija zbog udaljenosti od gravitacijske mase opisana je u općoj teoriji relativnosti. Što ste bliže gravitacijskoj masi, čini se da vaš sat polako otkucava promatraču koji je dalje od mase. Kad se svemirski brod približi crnoj rupi ekstremne mase, promatrači vide kako se vrijeme usporava i puzi za njima.
Ova dva oblika vremenske dilatacije kombiniraju se za satelit koji kruži oko planete. S jedne strane, njihova relativna brzina za promatrače na terenu usporava vrijeme za satelit. Ali što veća udaljenost od planeta znači da vrijeme ide brže na satelitu nego na površini planeta. Ti se učinci mogu poništiti, ali također mogu značiti da niži satelit ima spora sporost u odnosu na površinu dok sateliti s višim orbitama imaju satove koji brže funkcioniraju u odnosu na površinski.
Efekti vremenske dilatacije često se koriste u pričama znanstvene fantastike, a datiraju barem do 1930-ih. Poznati je jedan od najranijih i najpoznatijih misaonih eksperimenata s vremenskim dilatacijama Dvostruki paradoks, što pokazuje znatiželjne učinke vremenske dilatacije u njenoj krajnosti.
Vremensko širenje postaje najočitije kada se jedan od predmeta kreće gotovo brzinom svjetlosti, ali se manifestira još sporijim brzinama. Evo samo nekoliko načina za koje znamo da se vrijeme zaista provodi: