La dilatación del tiempo es un fenómeno científico que ocurre según la teoría de la relatividad. Cuando hay dos observadores presentes, cada uno experimentará el tiempo de manera diferente que el otro, lo que hará que cada uno crea que la experiencia del tiempo del otro es errónea. La dilatación del tiempo se puede crear mediante una diferencia relativa de velocidad entre los dos observadores o su diferencia de distancia en relación con una gran masa. La primera situación se conoce como dilatación del tiempo de velocidad relativa y la segunda se conoce como dilatación del tiempo gravitacional.
Cualquier dilatación del tiempo causada por una diferencia relativa en la velocidad llevará a un observador a creer que el tiempo se está moviendo más lento para el segundo observador. En esta configuración, los dos observadores deben estar lejos de cualquier masa gravitacional, y deben moverse a velocidades significativas para que el efecto sea lo suficientemente significativo como para ser detectado. Las velocidades más altas aumentan la cantidad de dilatación del tiempo que experimentan los observadores.
Cada observador lleva un reloj y mira el reloj del otro observador en relación con su propio reloj. Debido a las velocidades relativas, el tiempo parece dilatarse o ralentizarse en el otro reloj en relación con el reloj local. Este fenómeno será experimentado por ambos individuos, y ambos observadores sentirán que el otro reloj se mueve más lento en relación con sus propios relojes.
La dilatación del tiempo gravitacional es el segundo tipo descrito por la relatividad. Durante esta situación, dos observadores están en reposo uno con respecto al otro y con una masa gravitacional. Ambos observadores están situados a diferentes distancias de la masa, que son lo suficientemente importantes como para permitir la experiencia de la dilatación del tiempo. El observador que está más cerca de la masa está experimentando una atracción gravitacional más fuerte de la masa en relación con el observador que está más lejos. La fuerza gravitacional de la masa a veces se denomina pozo de gravedad, y el primer observador se describe como más profundo en el pozo que el segundo observador.
Los dos observadores llevan cada uno un reloj para registrar el tiempo. El primer observador, que está más cerca de la masa gravitacional, experimentará el reloj del otro observador como más rápido que su propio reloj, mientras que el segundo observador verá el reloj del primer observador como más lento que el suyo. Cada observador todavía siente que el reloj local es el registro de tiempo correcto. A diferencia de la situación de velocidad relativa, los observadores en esta situación están de acuerdo en que un reloj es el más lento, mientras que el otro es el más rápido.