以对广义相对论进行实验验证。常用的探测器有棒状探测器和激光干涉仪等，这些探测器的主要运作原理是测量重力波通过时对两个相隔遥远位置之间距离的影响。1960年代起，多个重力波探测器陆续被建造与启用，并在探测器灵敏度上有不断的进步。现今，这些探测器已具备探测银河系以内与以外的重力波源的功能，是重力波天文学的主要探测工具。有一些实验已经给出引力波存在的间接证据，例如，赫尔斯－泰勒脉冲双星的轨道衰减符合广义相对论预测的因引力波发射而导致的能量减损。拉塞尔·赫尔斯和约瑟夫·泰勒因这项研究获得了1993年诺贝尔物理学