En l'année 1905, un jeune chercheur passionné de physique, à la vocation un temps contrariée, s'intéresse à trois problèmes théoriques d'actualité, en relation avec des phénomènes observés expérimentalement. À chacun d'eux, il donne une solution sous une forme originale qui restera. Tous les trois ouvrent des perspectives nouvelles, à longue portée, pour la connaissance en physique. Le premier de ces problèmes concerne la constitution atomique ou moléculaire de la matière, et révèle l'existence effective des atomes – restés jusque-là une hypothèse – ouvrant les portes de la physique atomique. Le deuxième porte sur les propriétés du rayonnement électromagnétique, dont il montre que l'énergie se présente sous forme de paquets granulaires (autrement dit, qu'il est constitué de grains d'énergie discontinus, ou « quanta d'énergie »), donnant ainsi l'un des premiers aperçus fondateurs de la physique quantique. Le troisième propose une reformulation du problème de l'« électrodynamique des corps en mouvement », posé depuis la théorie électromagnétique de Maxwell, et constitue ce qui a été appelé par la suite la « théorie de la relativité restreinte ».