Laika dilatācija, kas redzama relatīvā ātruma dēļ, izriet no īpašās relativitātes. Ja divi novērotāji, Džaneta un Džims, pārvietojas pretējos virzienos un, ejot viens otram garām, viņi atzīmē, ka otra cilvēka pulkstenis tiks rādīts lēnāk nekā viņu pašu. Ja Džūdija skrietu līdzās Janet ar tādu pašu ātrumu un tajā pašā virzienā, viņu pulksteņi būtu tikšķīgi tādā pašā ātrumā, kamēr Džims, dodoties pretējā virzienā, redz, ka abiem ir lēnāka ķeksēšana pulksteņi. Novērotajai personai laiks šķiet lēnāks nekā novērotājam.
Laika dilatācija, kas saistīta ar atrašanos dažādos attālumos no gravitācijas masas, ir aprakstīta vispārējā relativitātes teorijā. Jo tuvāk esat gravitācijas masai, jo lēnāk šķiet, ka jūsu pulkstenis norāda uz novērotāju, kurš atrodas tālāk no masas. Kad kosmosa kuģim tuvojas ārkārtējas masas melnais caurums, novērotāji redz, ka laiks palēninās līdz rāpošanai pa tiem.
Šīs divas laika izplešanās formas apvieno satelītu, kas riņķo ap planētu. No vienas puses, viņu relatīvais ātrums novērotājiem uz zemes palēnina pavadoņa laiku. Bet tālāks attālums no planētas nozīmē, ka laiks pa satelītu iet ātrāk nekā uz planētas virsmas. Šie efekti var atcelt viens otru, bet var nozīmēt arī to, ka zemākam satelītam pulksteņi darbojas lēnāk attiecībā pret virsmu, kamēr satelītiem, kas riņķo augstāk, orbītā pulksteņi darbojas ātrāk nekā virsma.
Laika dilatācijas sekas bieži tiek izmantotas zinātniskās fantastikas stāstos, kas meklējami vismaz 30. gados. Viens no senākajiem un vispazīstamākajiem domu eksperimentiem, lai raksturotu laika dilatāciju, ir slavenais Dvīņu paradokss, kas parāda laika dilatācijas ziņkārīgo ietekmi visizmērainākajā stāvoklī.
Laika dilatācija kļūst visredzamākā tad, kad viens no objektiem pārvietojas gandrīz ar gaismas ātrumu, bet tas izpaužas pat vēl lēnāk. Šeit ir tikai daži veidi, kā mēs zinām, ka laika pagarināšana faktiski notiek: