在广义相对论中，物质和能量的分布决定了时空的几何形状，而时空的几何形状又描述了物质的加速度。因此，爱因斯坦场方程的解描述了宇宙的演化。结合对宇宙中物质的数量、类型、分布的测量，广义相对论方程描述了宇宙随着时间的演变。宇宙的最终命运仍然未知，因为它严重取决于曲率指数k和宇宙常数Λ。如果宇宙足够密集，k将等于+1，这意味着整个平均曲率是正的，宇宙最终将在大挤压中重新坍缩，可能在大反弹后开启一个新的宇宙。相反，如果宇宙的密度不够，k等于0或-1，宇宙将永远膨胀、冷却并最终到达大冻结和热寂。现代观测数据表明，宇宙的膨胀速度并没有像最初预期的那样下降，而是在增加。如果这种情况无限期地继续下去，宇宙最终可能会达到大撕裂的结局。
一些推测性理论提出，当前宇宙只是一组不连续的宇宙中的一个，统称为多重宇宙，挑战或增强了有限定义的宇宙。科学的多重宇宙模型不同于模拟现实等概念。美国宇宙学家马克斯·泰格马克为科学家为应对各种物理问题而建议，而将不同类型的多重宇宙论模型分成了四类。
第一类，这类宇宙和当前宇宙的物理常数相同，但是粒子的排列方式不同，同时这类宇宙也可视为存在于已知宇宙即可观测宇宙之外的其他区域。
第二类：这类宇宙的物理定律大致和当前宇宙相同，但是基本物理常数不同。
第三类艾弗雷特的多世界诠释，根据量子理论，一个事件发生之后可以产生不同的后果，而所有可能的后果都会形成一个宇宙，而此类宇宙可归属于第一类或第二类的平行宇宙，因为这类宇宙所遵循的基本物理定律依然和当前宇宙相同。
第四类数学宇宙假说，这类的宇宙最基础的物理定律不同于当前宇宙，而基本上到第四类为止，就可以解释所有可能存在也就是可想像得到的的宇宙，一般而言这些宇宙的物理定律可以用m理论构造出来。
多元宇宙是一个理论上的无限个或有限个可能的宇宙的集合，包括了一切存在和可能存在的事物：所有的空间、时间、物质、能量以及描述它们的物理定律和物理常数。多元宇宙所包含的各个宇宙被称为平行宇宙，也称平行世界、平行时空、平行次元和代替宇宙。
通常所说的平行宇宙，一般是指宇宙之外还可能存在的与大众所认知的宇宙类似的其他宇宙即分类上的第一层平行宇宙。
平行宇宙是指从某个宇宙中分离出来，与原宇宙平行存在着的既相似又不同的其他宇宙。在这些宇宙中，也有和我们的宇宙以相同的条件诞生的宇宙，还有可能存在着和人类居住的星球相同的、或是具有相同历史的行星，也可能存在着跟人类完全相同的人。同时，在这些不同的宇宙里，事物的发展会有不同的结果：在我们的宇宙中已经灭绝的物种在另一个宇宙中可能正在不断进化，生生不息。