Paradoxul gemenilor se explică prin faptul că, în teoria relativității restrânse, timpul este relativ și duratele evenimentelor pot varia în funcție de viteza relativă a obiectelor. Așadar, unul dintre gemeni călătorind la viteze foarte mari, în raport cu celălalt gemen rămas pe Pământ, va parcurge o distanță într-un timp mai scurt, ceea ce va determina o diferență în îmbătrânirea lor.