Thuyết tương đối đã chứng minh rằng, một vật có khối lượng thì cũng có năng lượng tương ứng và ngược lại. Năng lượng E và khối lượng m tương ứng của cùng một vật luôn tồn tại đồng thời và tỉ lệ với nhau theo hệ số tỉ lệ là c2 với c là tốc độ ánh sáng trong chân không. Ta có hệ thức Anh-xtanh như sau: E = mc2.

Cũng theo thuyết tương đối, một vật có khối lượng m, ở trạng thái nghỉ thì khi chuyển động với tốc độ v khối lượng sẽ tăng lên thành m với trong đó m0 gọi là khối lượng nghỉ và m gọi là khối lượng động. Khi đó năng lượng toàn phần của vật có được cho bởi công thức .

E0 = mc2 được gọi là năng lượng nghỉ và hiệu E – E0 chính là động năng của vật.

Một hạt chuyển động với tốc độ 0,8c. So với khối lượng nghỉ, khối lượng tương đối tính của vật