探索性的演繹法是理論物理學的重要方法。在愛因斯坦看來，理論物理學的完整體系是由概念，被認為對這些概念是有效的基本原理(亦稱基本假設、基本公設、基本定律等)，以及用邏輯推理得到的結論這三者所構成的。因此，理論物理學家所運用的方法，就在於那些作為基礎的基本原理，從而匯出結論;於是，他的工作可分為兩部分：他首先必須發現原理，然後從這些原理推匯出結論。對於其中第二步工作，他在學生已得到很好的訓練和準備。因此，如果在某一領域中或者某一組相互聯絡的現象中，他的第一個已經得到解決，他就一定能夠成功。可是第一步工作，即建立一些可用來作為演繹的出發點的原理，卻具有完全不同的性質。這裡並沒有可以的和可以系統地用來達到的的方法。科學家必須在龐雜的經驗事實中間抓住某些可精密公式來表示的普遍特徵，由此探求界的普遍原理。
愛因斯坦指出，一旦找到了作為邏輯推理前提的基本理，那麼通過邏輯演繹，推理就一個接著一個地湧現出來它們往往顯示出一些預料不到的關係，遠遠超出這些原理依據的實在的範圍。但是，只要這些用來作為演繹出發點原理尚未得出，個別經驗事實對理論家是毫無用處的。實際上，單靠一些從經驗中抽象出來的孤立的普遍定律，他甚至麼也做不出來。在他沒有揭示出那些能作為演繹推理基礎原理之前，他在經驗的個別結果面前總是無能為力。
愛因斯坦把物理學理論分為兩種不同的型別，其中之一是“原理理論”。建立這種理論使用的是方法，而不綜合方法。形成它們的基礎和出發點的元素，不是用假設造出來的，而是在經驗中發現到的，它們是自然過程的普遍特徵，即原理。這些原理給出了各個過程或者它們的理論表述所必須滿足的數學形式的判據。熱力學就是這樣力圖用分析的方法，從永動機不可能這一普遍經驗得到的事實出發，推匯出一些為各個事件都必須滿足的必然條件。用探索的演繹法建立起來的相對論，就屬於“原理理論”。但是物理學理論大多數是構造性的。它們企圖從比較簡單的式體系出發，並以此為材料，對比較複雜的現象構造出一幅影象。氣體分子運動論就是這樣力圖把機械的、熱的和擴散的過程都歸結為分子運動——即用分子假設來構造這些過程。當我們說，我們已經成功地瞭解一群自然過程，我們的思想必然是指，概括這些過程的構造性的理論已經建立起來了。愛因斯坦認為，構造性理論的優點是完備，有適應性和明確，原理理論的.優點則是邏輯上完整和基礎鞏固。([1]，pp．109～110)
相對論就是愛因斯坦自覺地運用探索性演繹法的傑作。它不僅以其革命性的新觀念和卓有成效的理論結果為人津津樂道，而且它所體現出的科學方法的新穎、精湛以及理論的邏輯結構的嚴謹，也令人歎為觀止。愛因斯坦在創立狹義相對論(1905)時，他依據的僅僅是光行差現象和斐索實驗這兩個並不充分的實驗材料，著名的二階以太漂移實驗即邁克耳孫-莫雷實驗，對他並沒有直接。他主要通過對16歲時想到的“追光”思想實驗的沉思，對經典力學和經典電動力學基礎的深入考察，發揮了思維的自由創造，提出了兩個基本假設——相對性原理和光速不變原理(美國著名科學史家霍耳頓認為，在狹義相對論中，除了被提高為公設的兩個基本原理外，愛因斯坦還作了另外四個假定：一是關於空間的各向同性和均勻性，另外三個是定義鐘的同步的三個邏輯性質。霍耳頓的學生米勒後來指出，另外的四個假定也是兩個基本原理的必然結果，他們不是獨立的假設。 參見[3]，p．196)。然後，他以此為邏輯前提，接二連三地推匯出了關於運動學和電動力學的結論，著名的質能關係式是他先前根本沒有料想到的，這些結論大大超出了兩個原理所依據的實在的範圍。廣義相對論(1915)的建立也是這樣。作為廣義相對論的兩個基本原理，即廣義相對性原理和等效原理，前者是愛因斯坦基於把相對性原理貫徹到底的信念（從慣性系推廣到加速系)提出的，後者是依據厄缶實驗(慣性質量等於引力質量)和升降機思想實驗提出的。