質量虧損無論出現在重核裂變還是輕核聚變中，都是一定會釋放出核能的。

質量守恆或者能量守恆是反應前後的基本保證，計算出虧損質量，透過質能轉換公式E=mc∧2，就可計算出釋放的能量值。

例如重核裂變，又稱核分裂，是指由重的原子核（主要是指鈾核或鈽核）分裂成兩個或多個質量較小的原子的一種核反應形式。原子彈或核能發電廠的能量來源就是核裂變。其中鈾裂變在核電廠最常見，熱中子轟擊鈾-235原子後會放出2到4箇中子，中子再去撞擊其它鈾-235原子，從而形成鏈式反應。

在整個鏈式反應的過程中，每一個分裂的原子的結合能都會產生變化，出現質量虧損，釋放出大量能量。

質能方程表述如下：E ＝mc²

其中，E是能量，單位是焦耳（J）。m是質量，單位是千克（Kg）。c是真空中光速(m/s)，c=299792458m/s

該公式表明物體相對於一個參照系靜止時仍然有能量，這是違反牛頓系統的，因為在牛頓系統中，靜止物體是沒有能量的。這就是為什麼物體的質量被稱為靜止質量。公式中的E可以看成是物體總能量，它與物體總質量（該質量包括靜止質量和運動所帶來的質量）成正比，只有當物體靜止時，它才與物體的（靜止）質量（牛頓系統中的"質量"）成正比。這也表明物體的總質量和靜止質量不同。

反過來講，一束光子在真空中傳播，其靜止質量是0，但由於它們有運動能量，因此它們也有質量。

這個等式源於阿爾伯特·愛因斯坦對於物體慣性和它自身能量關係的研究。研究的著名結論就是物體質量實際上就是它自身能量的量度。為了便於理解此關係的重要性，可以比較一下電磁力和引力。電磁學理論認為，能量包含於與力相關而與電荷無關的場（電場和磁場）中。在萬有引力理論中，能量包含於物質本身。因此物質質量能夠使時空扭曲，但其它三種基本相互作用（電磁相互作用，強相互作用，弱相互作用）的粒子卻不能，這並不是偶然的。

這個方程對於原子彈的發展是關鍵性的。這不僅顯示可能透過輕核的核聚變和重核的核裂變釋放這個結合能，也可用於估算會釋放的結合能的量。重要的是要注意實際的靜質量到能量的轉換不大可能是百分之百有效的。一個理論上完美的轉化是物質和反物質的湮滅；對於多數情況，有很多帶靜質量的副產品而不是能量，因而只有少量的靜質量真正被轉換。在該方程中，質量就是能量，但是為了簡明起見，轉換這個詞常常被用於代替質能等價關係，實際上通常所指的一般是靜質量和能量的轉換。