1879年3月14日，爱因斯坦诞生在德意志帝国符腾堡王国乌尔姆市的一个犹太人家庭。他的父亲赫尔曼·爱因斯坦（Hermann Einstein，1847－1902）是一名商人，母亲鲍琳·柯克（Pauline Koch，1858－1920）是一位音乐家。爱因斯坦出生后不久，全家于1880年移居慕尼黑。同年10月，爱因斯坦的父亲与叔叔雅各布·爱因斯坦（Jacob Einstein，1850－1912）共同创建了一间电机工程公司，专事设计制造电机、弧光灯、白炽灯和成套的电话系统，这对爱因斯坦创新意识的培育和智力成长无疑产生了积极的影响。幼年爱因斯坦并非神童，他的智力发育比常人还慢，据说直到3岁才开始说话。5岁时他对罗盘感到好奇，并开始学拉小提琴。也许是受工程师叔叔的影响，爱因斯坦从小对技术和抽象的数学都很感兴趣。10岁以后，他又受到一位每周末到他家作客的医科大学生塔木德（Max Talmud，1869－1941）的引导，读了一系列数学、科学和哲学书籍。他12岁就自学了平面几何，并自己证明了毕达哥拉斯定理。13岁时他读了康德（Immanuel Kant，1724－1804）的哲学名著《纯粹理性批判》。接触到科学和哲学思想后，他对《圣经》中的故事产生了怀疑,并由此萌发了对传统观念和权威质疑和批判的动机，对德国僵化的教育制度、枯燥乏味的教学内容和单调刻板的教学方法也产生了叛逆心理。在中学读书期间,他悉心攻读那些自己感兴趣的课程如数学、物理、哲学等，而把那些不喜欢的课程放在一边。这种行为令老师很不满意，他因而常常受到批评。但爱因斯坦依然“我行我素”、顽强地走自由求知探索之路。他在语言方面不太出色，但在自然科学方面表现出众。爱因斯坦爱读科普书籍，而且总是设法了解当时科学的最新进展。亚龙·贝恩斯坦（Aaron Bernstein，1812－1884）所著的《自然科学通俗读本》对他兴趣的形成及走上科学道路产生了重要影响。1888年，他进入路易博德文理中学。

1894年，爱因斯坦全家迁居意大利米兰。时年15岁的爱因斯坦本应留在德国完成大学入学资格考试，但由于常触犯校纪而受老师训斥，爱因斯坦固执地决定肄业，随其父母同往米兰。但他并没有如其父亲的意愿去攻读电机工程学，而是依一位好友的建议于1895年申请了瑞士苏黎世联邦理工学院，由于他没有德国大学入学资格考试成绩，需要参加当年夏天该校的入学考试。爱因斯坦在考前并未抓紧复习，而是去了北意大利旅游，他的自然科学考得很不错，但法语考得不好，因此未通过考试。该校校长赫尔岑推荐他去瑞士阿劳州立中学再学习一年。这所中学的独立自由精神，使爱因斯坦感到十分愉快。后来爱因斯坦曾这样评价：“这所中学用它的自由精神和那些不依仗权势的教师的纯朴热情，培养了我的独立精神和创造精神。正是阿劳中学，成为孕育相对论的土壤。”次年十月，爱因斯坦参加了瑞士大学入学考试，成绩单显示，他五个考试科目皆取得了最好的成绩（6分）。

1896年秋，爱因斯坦进入苏黎世联邦理工学院师范系学习物理学。他对课堂听课兴趣不大，大部分时间在实验室度过，或在宿舍阅读著名物理学家的最新著作，使他逐步了解了当时物理学前沿的一些重大问题。因为他特立独行、离经叛道的性格和行为，教授们并不看好爱因斯坦，1900年他毕业未能如愿留校担任助教，只能靠当临时“家教”维持生活。1902年他在大学同学格罗斯曼（M.Grossman）父亲的帮助下，被伯尔尼瑞士专利局录用为三级技术员，从事与科学研究基本无关的专利申请的技术鉴定工作。这项工作较为清闲，使他能利用业余时间开展自己感兴趣的物理研究。经过不懈的独立思考和探索，1905年3至12月，爱因斯坦在德国莱比锡《物理年鉴》（Annalen der Physik）连续发表了六篇具有划时代意义的论文，至少包括了现代物理学中四大成就：提出光量子假说、由液体中悬浮粒子运动推出测定分子大小的方法、解决了原子是否存在的争论、创立狭义相对论、推演出著名的质能转换公式。一位年仅26岁而且并不在物理专业研究体制内的年轻人在较短时间内，就在物理学的多个前沿领域做出了多项开创性贡献，开启了现代物理学的新时代。1905年后来也被人们称为“爱因斯坦奇迹年”。一个世纪以后，2004年6月10日联合国大会第58次会议决议将2005年定为国际物理年。