Efectos observados en un sistema que se mueve a velocidad relativista. Los efectos relativistas incluyen el aumento de masa, la dilatación temporal y la contracción en la longitud de avance. Por ejemplo, los muones fueron detectados por vez primera en los rayos cósmicos. Cuando los físicos fueron capaces de producirlos artificialmente descubrieron que su tiempo de vida era notablemente corto, tanto que un muón no debería ser capaz siquiera de alcanzar la superficie terrestre. Sin embargo, cuando se tiene en cuenta que los muones de los rayos cósmicos se mueven a velocidades relativistas se comprende que el tiempo pasa para dichos muones más despacio que para el observador situado en la superficie terrestre, por lo que éste y el muón observan tiempos distintos: la desintegración del muón se produce cuando su reloj le indica que ha alcanzado su límite de vida, y dicho reloj avanza más despacio que en la superficie terrestre. Igualmente, el aumento de masa a velocidades relativistas es observado rutinariamente en los aceleradores de partículas; de hecho, su funcionamiento se basa precisamente en la interconversión de energía en masa a través de la ecuación E=m c². La energía comunicada a las partículas no se invierte en incrementar la velocidad, sino en incrementar la masa.

Los efectos relativistas resultan tan curiosos y en ocasiones tan impactantes que multitud de obras del género de ciencia-ficción hacen uso de ellos. De hecho, en algunas obras dichos efectos son precisamente la clave que permite la narración. Es el caso de TAU CERO, de Poul Anderson, EFECTOS RELATIVISTAS, de Gregory Benford y UN MUNDO FUERA DEL TIEMPO, de Larry Niven. Las tres tienen como protagonistas a pasajeros de estatocolectoras, naves que recogen hidrógeno del medio interestelar y lo usan como combustible de fusión nuclear. Las naves aceleran constantemente para llegar a velocidades relativistas, tan próximas a la velocidad de la luz que el tiempo de a bordo se arrastra con respecto al universo exterior. Mientras éste envejece, los tripulantes se mantienen eternamente jóvenes. El mismo caso se da en LA GUERRA INTERMINABLE, de Joe Haldeman, donde las tropas embarcadas en naves interestelares se ven sometidas a una dilatación temporal tal que luchan batallas de represalia con siglos de diferencia, y se ven cada vez más desplazados del resto de la humanidad. En algunos casos esa dilatación temporal es beneficiosa, como en el caso de la serie de Ender, donde el protagonista se mantiene joven viajando a velocidades relativistas entre sistemas solares mientras ejerce de Portavoz de los Muertos. Por último, hay también ejemplos en que los efectos relativistas son aplicados erróneamente, como alguna narración en la que dos astronautas en una nave a velocidad relativista deben realizar un esfuerzo desacostumbrado para mover una botella debido al aumento de masa. Dado que ambos astronautas se mueven a la misma velocidad que la botella y forman parte del mismo sistema, no notan ningún aumento de masa; para ellos, lo que cambia es el universo fuera de la nave.