Năm 1901, ông công bố bài báo "Folgerungen aus den Kapillarität Erscheinungen" ("Các kết luận về hiện tượng mao dẫn") trên tạp chí nổi tiếng thời đó Annalen der Physik. Ngày 30 tháng 4 năm 1905, Einstein hoàn thành luận án tiến sĩ của mình dưới sự hướng dẫn của giáo sư vật lý thực nghiệm Alfred Kleiner. Einstein được trao bằng tiến sĩ tại Đại học Zurich. Luận án của ông có tiêu đề "Một cách mới xác định kích thước phân tử". Trong cùng năm, mà ngày nay các nhà khoa học gọi là Năm kỳ diệu của Einstein, ông công bố bốn bài báo đột phá, về hiệu ứng quang điện, về chuyển động Brown, thuyết tương đối hẹp, và sự tương đương khối lượng và năng lượng (E=mc2), khiến ông được chú ý tới trong giới hàn lâm trên toàn thế giới.