Innym ważnym pojęciem grającym rolę w M-teorii jest supersymetria. Chodzi o relację matematyczną obecną w pewnych teoriach fizycznych, łączącą klasy cząstek elementarnych zwanych fermionami i bozonami. W uproszczeniu fermiony budują materię, natomiast bozony cechowania przekazują oddziaływania pomiędzy cząstkami. W teoriach supersymetrycznych każdemu bozonowi odpowiada jakiś fermion i vice versa. Gdy supersymetria nakłada się na symetrię lokalną, automatycznie otrzymuje się kwantowomechaniczną teorię obejmującą grawitację, nazywaną teorią supergrawitacji.
Teoria strun obejmująca pojęcie supersymetrii nazywa się teorią superstrun. Istnieje kilka odmiennych wersji teorii superstrun, z których wszystkie pasują do ram M-teorii. Przy niskich energiach teorie superstrunowe może przybliżać supergrawitacja w 10 wymiarach czasoprzestrzennych. Podobnie M-teoria jest w niskich energiach aproksymowana przez jedenastowymiarową supergrawitację.
Brany