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=mc^2；(能量=質量╳光速的平方)，式中E為能量，m為質子加中子減原子核的質量（由於質量虧損，原子核的質量總小於組成該原子核的質子和中子的質量的和），C為光速；也就是說，一切物質都潛藏著質子加中子減原子核的質量乘於光速平方的能量。由此可以解釋為什麼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。由於質量和能量等價，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於光速時，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，質量趨向於無限大，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。