El movimiento Browniano , que lo descubrió en el año 1905. Este descubrimiento explicaba el fenómeno haciendo uso de las estadísticas del movimiento térmico de los átomos individuales que forman un fluido.
El efecto fotoeléctrico, que lo descubrió en el año 1905. La teoría de los cuantos de luz fue un fuerte indicio de la dualidad onda-corpúsculo y de que los sistemas físicos pueden mostrar propiedades ondulatorias y corpusculares simultáneas.
La relatividad especial, que lo descubrió en el año 1905. Resolvía los problemas abiertos por el experimento de Michelson-Morley en el que se había demostrado que las ondas electromagnéticas que forman la luz se movían en ausencia de un medio. La velocidad de la luz, por lo tanto, constante y no relativa al movimiento.
La relatividad general, que lo descubrió en el año 1915. Fue obtenida a partir de razonamientos matemáticos, experimentos hipotéticos y rigurosa deducción matemática sin contar realmente con una base-experimental. El principio fundamental de la teoría era denominado principio de equivalencia. A pesar de la abstracción matemática de la teoría, las ecuaciones permitían deducir fenómenos comparables. En 1919 Arthur Eddington fue capaz de medir, durante un eclipse, la desviación de la luz de una estrella pasando cerca del Sol, una de las perdiciones de la relatividad general.
Equivalencia masa-energía, que lo descubrió en el año 1905. Muestra como una partícula con masa posee un tipo de energía, “energía en reposo”, distintos de las clásicas energías cinética y potencial. La relación masa-energía se utiliza comúnmente para explicar como se produce la energía nuclear; midiendo la masa de núcleos atómicos y dividendo por el número atómico se puede calcular la energía de enlace atrapada en los núcleos atómicos.
