Эйнштейн не любил жесткую школьную систему, основанную на муштре, поэтому предпочитал самостоятельные занятия. В возрасте двенадцати лет он начал решать задачи из учебника геометрии. За несколько месяцев он не только решил их все, но даже нашел собственные доказательства нескольких теорем. Эйнштейн говорил, что именно этот «чудотворный учебник геометрии» пробудил в нем интерес к науке. Примерно тогда же он приятно удивил своего дядю-инженера, который дал ему учебник алгебры, — тем, что нашел решения даже для самых трудных задач.
Эйнштейн продолжал свою программу самообучения, освоив к шестнадцати годам дифференциальное и интегральное исчисление и аналитическую геометрию. Тем не менее он сохранял неприязнь к школьному обучению, поэтому, когда его родителям пришлось уехать в Италию из-за финансовых проблем, юноша бросил школу и через несколько месяцев присоединился к родителям. Родители были недовольны, но смирились, когда он пообещал самостоятельно подготовиться к сдаче экзаменов в институт.
Когда Эйнштейн почувствовал, что готов к поступлению, он подал заявление о сдаче экзаменов в Политехнический институт в Цюрихе, но получил ответ, что он еще слишком молод. Его мать убедила руководство института, что ее сын — одаренный молодой человек, и ему разрешили сдавать экзамен. Который он не сдал. Он выказал блестящие способности в математике, но провалил почти все остальные предметы. По предложению директора института Эйнштейн поступил в выпускной класс школы в Швейцарии, поскольку аттестат этой школы гарантировал поступление в Политехнический институт.
В отличие от немецкой школы, так не любимой Эйнштейном, система обучения и атмосфера в швейцарской школе способствовали развитию самостоятельного мышления у учащихся. У директора школы, уважаемого ученого и педагога, было три дочери, и одна из них, Мари Винтелер, стала первой любовью Эйнштейна. Он был на седьмом небе! В качестве достойного завершения этого замечательного года Эйнштейн получил необходимый аттестат с лучшими отметками в классе.
Эйнштейн был зачислен в Цюрихский Политехнический институт осенью 1896 года, хотя все еще не достиг минимального возраста для поступления. Там он обучался у первоклассных преподавателей и пользовался отлично оснащенными лабораториями. Как и в средней школе, Эйнштейн занимался только любимыми предметами, пропускал занятия по нелюбимым и по-прежнему предпочитал учиться самостоятельно. Тем не менее он лучше всех сдал промежуточные экзамены в конце второго года.
Эйнштейн потерял интерес к Мари вскоре после поступления в институт. На втором курсе он встретил Милеву Марич, студентку из Сербии, изучавшую физику. Они полюбили друг друга и проводили вместе почти все свободное время, часто читали и обсуждали книги по физике.
В это время самым замечательным открытием в физике была теория электромагнетизма Джеймса Максвелла, которая успешно объединила электричество и магнетизм, объяснив, каким образом свет движется в пространстве. Эйнштейн был крайне разочарован тем, что профессор, читавший курс по электричеству и магнетизму, не принял эту теорию. Эйнштейн открыто выражал свое недовольство таким отношением, аргументированно оспаривал его и неуважительно отзывался о противниках теории.
После окончания Политехнического института в 1900 году Эйнштейн хотел продолжать учебу для получения докторской степени по физике, но профессора, с которыми он постоянно спорил, воспрепятствовали этому. Тогда он поступил в Швейцарское патентное бюро в Берне.
Новая должность Эйнштейна не позволяла ему участвовать в университетской научной работе, но давала свободу и возможность преследовать собственные научные интересы без влияния коллег и преходящих веяний. Как и раньше, он работал самостоятельно, на этот раз добиваясь получения докторской степени.
Тем временем отношения Эйнштейна с Милевой стали серьезными, и в 1903 году они вступили в брак. Годом раньше Милева родила дочь, названную Лизерль. Пара держала эту внебрачную беременность в секрете, возможно, девочка была отдана на удочерение. Ее существование было обнаружено только в 1987 году из писем Эйнштейна и Милевы друг другу.
В 1904 году, когда Эйнштейн намеревался обрушить на научный мир свои открытия, родился его первый сын Ганс-Альберт. Но в то время Эйнштейн был полностью поглощен своей научной работой и уделял мало внимания жене и сыну. Их брак начал постепенно разваливаться.