空間與時間合成時空
如果觀察者對長度、時間與同時性都各執一詞，還有什麼是絕對的嗎？1908 年，閔考斯基把空間的三個維度與時間熔接成單一的四維時空，找到了答案。在這個觀點裡，一個事件是一個點（一個地點與一個時刻），而一顆粒子的整段歷史是穿過時空的一條曲線，稱為世界線。不同的觀察者，只不過是把同一塊時空切成「此刻的空間」與「時間」的不同傾斜方式。
每個人都同意的那一件事
時空恢復了一個絕對量。在兩事件之間，觀察者對空間間隔 \Delta x 與時間間隔 \Delta t 各自看法不同，但一個特定的組合——時空間隔——對每個人算出來都一樣。它在時空中扮演的角色，就像距離在地圖上的角色，只是多了一個關鍵的負號，用來編碼空間與時間的差別。
不變間隔。觀察者換參考系時，會在 Δt 與 Δx 之間互相取捨，但這個組合與參考系無關——它才是兩事件真正的幾何「間隔」。
(\Delta s)^2 的正負把每一對事件分成三類。若 (c\Delta t)^2 > (\Delta x)^2，間隔是類時的——一個慢於光的訊號能連接它們，因此其一可為另一之因。若較小，間隔是類空的——沒有訊號能連接它們，其時間先後與參考系有關。若相等，它們落在一條光線上。對一組類時事件，\Delta s/c 恰好是一座在其間旅行的時鐘所讀到的原時。
光錐與因果
由於沒有任何東西跑得比光快，穿過任一事件的 45° 光線圍出一個光錐：未來錐裝著這個事件仍能影響的每一個事件，過去錐裝著每一個可能影響過它的事件，而錐外那片廣大的「他處」在因果上是禁區。相對論會重排某些事件的先後，但它絕不允許結果先於原因——光錐正是因果律的守門人。
雙生子佯謬，終於了結
這就是那個把每個人都絆倒的謎題。雙生子 A 留在地球；雙生子 B 以 0.60c 飛向一顆星再返回。依我們先前的旅程，每一段對地球是 10 年、對星艦是 8 年，所以 B 回到家時老了 16 歲，而 A 老了 20 歲——B 確實比較年輕。這個「佯謬」問：運動是相對的，那 B 為什麼不能說是 A 飛走了、讓 A 變成較年輕的那個？情況看似對稱——但其實不是。
打破對稱的是那次掉頭。雙生子 A 全程待在單一慣性系中。雙生子 B 則必須在那顆星處減速、停下、再加速返回，實質上切換了參考系——B 感覺到引擎點火；A 什麼都感覺不到。只有 B 的世界線有折角，而這正是客觀的差別。在時空圖上，A 的世界線是出發與重逢兩點間那條鉛直直線，而 B 的是折彎的；沿各自路徑積分間隔，就直接給出他們的年齡。