在一個孤立系統內，所有粒子的相對論動能與靜能之和在相互作用過程中保持不變，稱為質能守恆定律。 　　在相對論裡，質能公式E=mc^2描述了質量與能量存在固定關係。在經典力學中，質量和能量之間是相互獨立、沒有關係的，但在相對論力學中，能量和質量只不過是物體力學性質的兩個不同方面而已.這樣，在相對論中質量這一概念的外延就被大大地擴充套件了.愛因斯坦指出：“如果有一物體以輻射形式放出能量ΔE，那麼它的質量就要減少ΔE/c^2.至於物體所失去的能量是否恰好變成輻射能，在這裡顯然是無關緊要的，於是我們被引到了這樣一個更加普遍的結論上來.物體的質量是它所含能量的量度.”他還指出：“這個結果有著特殊的理論重要性，因為在這個結果中，物體系的慣性質量和能量以同一種東西的姿態出現……，我們無論如何也不可能明確地區分體系的‘真實’質量和‘表現’質量.把任何慣性質量理解為能量的一種儲藏，看來要自然得多.”這樣，原來在經典力學中彼此獨立的質量守恆和能量守恆定律結合起來，成了統一的“質能守恆定律”，它充分反映了物質和運動的統一性. 　　質能方程說明，質量和能量是不可分割而聯絡著的.一方面，任何物質系統既可用質量m來標誌它的數量，也可用能量E來標誌它的數量；另一方面，一個系統的能量減少時，其質量也相應減少，另一個系統接受而增加了能量時，其質量也相應地增加. 　　質能方程——著名的公式E=mc^2，人們把這個方程叫做愛因斯坦質能方程. 　　機械能守恆定律的主要公式： 　　E1 =E2 (1 表示物體初狀態，2為末狀態）