Suhtelise kiiruse tõttu täheldatud aja dilatatsioon tuleneb erirelatiivsusest. Kui kaks vaatlejat, Janet ja Jim, liiguvad vastassuundades ja kui nad teineteisest mööduvad, märgivad nad, et teise inimese kell tiksub aeglasemalt kui nende oma. Kui Judy jookseks koos Janetiga sama kiirusega samas suunas, tiksuksid nende kellad samal kiirusel, samal ajal kui Jim, liikudes vastupidises suunas, näeb, et mõlemal tiksub aeglasemalt kellad. Vaadatava inimese jaoks läheb aeg aeglasemalt kui vaatleja jaoks.
Ajavahemiku laienemist, mis on tingitud gravitatsioonimassist erineval kaugusel, kirjeldatakse relatiivsusteooria üldises teoorias. Mida lähemal gravitatsioonilisele massile olete, seda aeglasem tundub, et teie kell tiksub massist kaugemal asuvale vaatlejale. Kui kosmoselaev läheneb äärmise massiga mustale augule, näevad vaatlejad aega nende indekseerimise aeglustumiseni.
Need kaks aja laienemise vormi ühendavad satelliidi, mis tiirleb planeedil. Ühelt poolt aeglustab nende suhteline kiirus maapinnal asuvate vaatlejate jaoks satelliidi aega. Kuid kaugem kaugus planeedist tähendab, et aeg kulgeb satelliidil kiiremini kui planeedi pinnal. Need efektid võivad üksteist tühistada, kuid võivad tähendada ka seda, et madalamal satelliidil on aeglasemalt töötavad kellad pinna suhtes, samal ajal kui kõrgemal orbiidil liikuvatel satelliitidel on kellad kiiruse suhtes kiiremad pind.
Ajaliste dilatatsioonide mõjusid kasutatakse sageli ulmelugudes, ulatudes vähemalt 1930. aastatesse. Kuulus on üks varasemaid ja tuntumaid mõttekatseid aja laienemise tutvustamiseks Kaksikute paradoks, mis näitab aja laienemise uudishimulikke mõjusid kõige äärmuslikumal kohal.
Ajaline dilatatsioon ilmneb kõige selgemalt siis, kui üks objektidest liigub peaaegu valguse kiirusel, kuid see avaldub veelgi väiksema kiirusega. Siin on vaid mõned viisid, kuidas me teame, et aja laienemine tegelikult toimub: