1905年，在伯尔尼瑞士专利局工作的爱因斯坦利用业余时间发表的论文中，包括现代物理学中三项伟大的成就：分子运动论、狭义相对论和光量子假说。这些成为20世纪科学革命的真正发端，也是20世纪科学革命的丰硕果实。其伟大意义，在整个科学史上，只有牛顿创立万有引力理论可以与之相比。因此这一年被称为“爱因斯坦奇迹年”。
这位年仅26岁的技术员，当年一口气完成了五篇论文，其中四篇于当年、另一篇于次年在德文《物理学杂志》发表。这五篇论文分别是：①《分子大小的新测定》，②《热的分子运动论所要求的静止液体中悬浮小粒子的运动》，③《论动体的电动力学》，④《物体的惯性同它所含的能量有关吗？》，⑤《关于光的产生和转化的一个试探性观点》。第五篇于3月17日发表。五篇论文涉及从经典物理学向现代物理学转换的三个领域：①和②阐明了分子的本性，解释了悬浮微小粒子统计的“布朗运动”，对于消除当时人们对原子物理实在性的怀疑，以及开启统计热力学与随机过程的普遍理论具有重要意义。③和④致力于扩展与完善麦克斯韦理论，引进了狭义相对论，并且第一次表达了著名的方程E=mc2.⑤论证了光具有粒子性又具有波动性，并解释了当固体受光照射而发射电子这种先前令人困惑不解的光电效应，深刻地揭示了麦克斯韦场的连续性与粒子分立性之间的矛盾，成为量子论发展进程中的重要里程碑。
1921年诺贝尔奖评选委员会将当年的物理学奖授予爱因斯坦时宣称，他“因在数学物理方面的成就，特别是发现了光电效应的规律”而获奖；而将那惊世骇俗的相对论留待时间老人的进一步检验。