Исследована роль принципа Маха в геометрической и реляционной парадигмах теоретической физики. Выделены семь этапов развития представлений о принципе Маха. Показано, что принцип Маха в понимании Эйнштейна может быть реализован в рамках 5-мерной теории Калуцы со скаляризмом, однако в самом широком смысле принцип Маха присущ именно реляционной парадигме. Обсуждены проявления принципа Маха в унарной (на одном множестве элементов) теории вещественных отношений. В рамках бинарной предгеометрии, основанной на бинарных системах комплексных отношений, обоснована O(4)-симметрия водородоподобных атомов без привлечения понятий классического пространства-времени. На основе принципа Маха развита реляционностатистическая теория водородоподобных атомов. Произведено сопоставление полученных результатов со стандартной теорией на основе уравнения Шредингера, с подходом Фока, и с 5-мерной теорией Калуцы. Показана возможность применения реляционного подхода для описания тесно связанных состояний элементарных частиц.