質能等價理論是愛因斯坦狹義相對論的最重要的推論,即著名的方程式:E=mc²(能量=質量╳光速的平方),式中E為能量,m為質量,C為光速；也就是說,一切物質都潛藏著質量乘于光速平方的能量.由此可以解釋為什么物體的運動速度不可能超過光速.
一個靜止的物體,其全部的能量都包含在靜止的質量中.一旦運動,就要產生動能.由于質量和能量等價,運動中所具有的能量應加到質量上,也就是說,運動的物體的質量會增加.當物體的運動速度遠低于光速時,增加的質量微乎其微,如速度達到光速的0.1時,質量只增加0.5％.但隨著速度接近光速,其增加的質量就顯著了.如速度達到光速的0.9時,其質量增加了一倍多.這時,物體繼續(xù)加速就需要更多的能量.當速度趨近光速時,質量隨著速度的增加而直線上升,速度無限接近光速時,質量趨向于無限大,需要無限多的能量.因此,任何物體的運動速度不可能達到光速,只有質量為零的粒子才可以以光速運動,如光子.
在國際單位制中,能量（E）的單位為焦耳（J）,質量（m）的單位為千克（kg）,c為光在真空中的傳播速度,速度的單位為米每秒（m/s）