Pelebaran waktu yang terlihat karena kecepatan relatif berasal dari relativitas khusus. Jika dua pengamat, Janet dan Jim, bergerak ke arah yang berlawanan dan ketika mereka melewati satu sama lain, mereka mencatat bahwa jam tangan orang lain berdetak lebih lambat daripada jam tangan mereka sendiri. Jika Judy berlari bersama Janet dengan kecepatan yang sama ke arah yang sama, jam tangan mereka akan terus berdetak pada tingkat yang sama, sementara Jim, pergi ke arah yang berlawanan, melihat keduanya memiliki detak lebih lambat jam tangan. Waktu tampaknya berlalu lebih lambat bagi orang yang diamati daripada bagi pengamat.
Pelebaran waktu karena berada pada jarak yang berbeda dari massa gravitasi dijelaskan dalam teori relativitas umum. Semakin dekat Anda dengan massa gravitasi, semakin lambat jam Anda tampaknya semakin dekat dengan seorang pengamat. Ketika sebuah pesawat ruang angkasa mendekati lubang hitam massa ekstrem, pengamat melihat waktu melambat untuk merangkak bagi mereka.
Kedua bentuk pelebaran waktu ini bergabung untuk sebuah satelit yang mengorbit sebuah planet. Di satu sisi, kecepatan relatif mereka terhadap pengamat di tanah memperlambat waktu untuk satelit. Tetapi jarak yang lebih jauh dari planet ini berarti waktu berjalan lebih cepat di satelit daripada di permukaan planet. Efek ini dapat membatalkan satu sama lain, tetapi juga bisa berarti satelit yang lebih rendah memiliki jam berjalan lebih lambat relatif ke permukaan sedangkan satelit yang mengorbit lebih tinggi memiliki jam berjalan lebih cepat dibandingkan dengan permukaan.
Efek pelebaran waktu sering digunakan dalam cerita-cerita fiksi ilmiah, setidaknya sejak tahun 1930-an. Salah satu eksperimen pemikiran paling awal dan paling terkenal untuk menonjolkan pelebaran waktu adalah yang terkenal Paradoks Kembar, yang menunjukkan efek aneh dari pelebaran waktu paling ekstrim.
Pelebaran waktu menjadi paling jelas ketika salah satu objek bergerak pada kecepatan cahaya yang hampir sama, tetapi ia memanifestasikan bahkan pada kecepatan yang lebih lambat. Berikut adalah beberapa cara yang kami tahu pelebaran waktu sebenarnya terjadi: