长度和时段在测量上也不是绝对的，运动的尺相对于静止的尺变短，运动的钟相对于静止的钟变慢。光速在狭义相对论中是绝对量，对于任何惯性参照系光速都是常量c。
任何事物都处于一定的时空之中，时空是力学、物理学、天文学和哲学的基本概念。在力学和物理学中，这些概念是从对物体及其运动和相互作用的测量和描述中抽象出来的；涉及物体及运动和相互作用的广延性和持续性。
空间和时间也是人类文明中一些最古老的概念。
远古时期原始的耕作、放牧需要丈量大地、顺应天时，产生了简单的空间和时间的概念及其度量方法。
在华夏古代，早就有“上下四方曰宇，往古来今曰宙”之说，这里的“宇”和“宙”就是空间和时间的概念。这也是原始的三维空间和一维时间的概念，并和宇宙密切联系起来。
近代科学的发端，必然涉及空间和时间的概念及其测量方法。近几个世纪以来，力学、物理学和天文学对空间和时间的认识大体上可分为相互交织的两条线索：从以牛顿力学和麦克斯韦电磁理论为代表的空间-时间概念，经过狭义相对论和广义相对论，发展到现代宇宙论，这是一条线索。
同时，从经典力学经过量子论、量子力学和量子场论，到追求量子引力、超弦和m理论，这是另外一条线索。
物理学对于空间和时间的认识，还存在着一些基本问题有待解决，还在不断地发展。
通常，为确定一物体的大小，要知其形状和尺寸。
对于长方体，知其长、宽和高，利用欧几里得几何的公式就可计算其体积，只要知道它相对于另一个可忽略大小的静止参照物的上下、左右和前后距离，同样利用欧几里得几何就够了。
描述运动物体的瞬间位置还不够，还需要知道瞬间的速度和加速度。由此，可抽象出三维空间坐标系和一维时间坐标的概念。物体的运动性质和规律，与采用怎样的空间坐标系和时间坐标来度量有着密切的关系。为了确定惯性系，L.牛顿抽象出三维绝对空间和一维绝对时间的观念。绝对空间满足三维欧几里得几何，绝对时间均匀流逝，它们的本性是与在其中的任何具体物体及其运动无关的。相对于绝对空间的静止或匀速直线运动的物体为参照物的坐标系，才是惯性系。
在经典力学中，任意一个物体对于不同的惯性坐标系的空间坐标量和时间坐标量之间满足伽利略变换。在这组变换下，位置、速度是相对的；空间长度、时间间隔、运动物体的加速度是绝对的或不变的。时间测量中的同时性也是不变的；相对于某一个惯性参照系的两个事件是否同时发生是不变的。相对于某一个惯性参照系同时发生的两个事件，相对于其他惯性参照系也必定是同时的，称为同时性的绝对性。牛顿力学的所有规律，包括万有引力定律，在伽利略变换下其形式是不变的。这一点可以抽象为伽利略相对性原理；力学规律在惯性参照系的变换下形式不变。