Nació en la ciudad alemana de Ulm, pero al año de vida su familia se mudó a Munich, donde viviría hasta los 15 años. Con 17 ingresó en la Escuela Politécnica Federal de Zurich para estudiar matemáticas y física. Cinco años más tarde, ya graduado, consiguió la nacionalidad suiza y en 1902 comenzó a trabajar en la Oficina Federal de la Propiedad Intelectual de Suiza, empleo que compaginó hasta los 30 años con sus investigaciones científicas.

1905 fue su año más fructífero, resultado de la publicación de cuatro artículos científicos sobre el efecto fotoeléctrico, el movimiento browniano, la teoría de la relatividad especial y la equivalencia masa-energía (E = mc²). El primero le valió el Premio Nobel de Física del año 1921, el segundo el grado de doctor y los dos últimos le consagrarían, con el tiempo, como el mayor científico del siglo XX.

En 1908 comenzó a ejercer como profesor de física en la universidad de Berna, cargo que continuaría años posteriores en Praga y finalmente en Berlín, ciudad en la que vivió hasta que el ascenso del régimen nazi le hiciera abandonar Alemania y mudarse a Estados Unidos (1932). Allí impartió docencia en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, se nacionalizó estadounidense (obteniendo la doble nacionalidad suizo-estadounidense) y pasó el resto de su vida intentando integrar las leyes físicas de la gravitación y el electromagnetismo así como divulgando valores pacifistas, socialistas y sionistas.