质能等价理论是爱因斯坦狭义相对论的最重要的推论，方程式E=mC²，式中E为能量，m为质量，C为光速。一切物质都潜藏着质量乘于光速平方的能量。

一个静止的物体，其全部的能量都包含在静止的质量中。一旦运动就要产生动能，由于质量和能量等价，运动中所具有的能量应加到质量上，也就是说，运动的物体的质量会增加。当物体的运动速度远低于光速时，增加的质量微乎其微，如速度达到光速的0.1时，质量只增加0.5％。但随着速度接近光速，其增加的质量就变化显著，如速度达到光速的0.9时，其质量增加了一倍多。这时物体继续加速就需要更多的能量，当速度趋近光速时，质量随着速度的增加而直线上升，速度无限接近光速时，质量趋向于无限大，需要无限多的能量。因此，任何物体的运动速度不可能达到光速，只有质量为零的粒子才可以以光速运动，如光子。