Временска дилатација виђена због релативне брзине произилази из посебне релативности. Ако се два посматрача, Јанет и Јим, крећу у супротним смеровима и док пролазе један поред другог, они примећују да сат друге особе откуцава спорије од њиховог. Ако би Јуди трчала поред Јанет истом брзином у истом правцу, сатови би откуцавали истим темпом, док Јим, крећући се у супротном смеру, види да обојица имају спорије откуцавање сатови. Чини се да време пролази спорије за особу која је посматрана него за посматрача.
Временска дилатација због тога што се налази на различитим удаљеностима од гравитационе масе описана је у општој теорији релативности. Што се више приближите гравитацијској маси, чини се да ваш сат полако откуцава посматрачу удаљеном од масе. Кад се свемирски брод приближи црној рупи екстремне масе, посматрачи виде време како се успорава и пузе за њима.
Ова два облика временске дилатације комбинују се за сателит који кружи око планете. С једне стране, њихова релативна брзина посматрачима на земљи успорава време за сателит. Али што већа удаљеност од планете значи да време иде брже на сателиту него на површини планете. Ови ефекти могу једни друге отказати, али такође могу значити да нижи сателит има спорије сатове у односу на површину, док сателити више у орбити имају сатове који брже раде у односу на површина.
Ефекти временске дилатације често се користе у причама научне фантастике које датирају још из најмање 1930-их. Један од најранијих и најпознатијих мисаоних експеримената који обухвата дилатацију времена је онај чувени Твин Парадок, што показује најзанимљивије ефекте временске дилатације.
Временско ширење постаје најочитије када се један од објеката креће готово брзином светлости, али се манифестује још споријим брзинама. Ево само неколико начина за које знамо да се временско ширење заправо дешава: