質能方程指的是E=mc2這個方程等式，它的相關變形方程為E=（m-m0）c^2。它是一個物體質量與能量的關系公式。

1905年，著名物理學家愛因斯坦利用當時已經存在的相對性原理以及光速不變原理，通過一系列的實驗推測了質能方程，但是并沒有得到證明，直到后來才被人們所證明。

狹義相對論雖然在能量和質量之間建立了連系，但它同時也是在相對論物理學與經典物理學之間制造了一條單向的“車道”，無法雙向往返。也就是說，在相對論物理學近似的條件下可以推斷得出經典物理學中的定理，但是在經典物理學卻沒有辦法得出相對論物理學。

質能方程就是E=mc2，表明物體處于相對靜止的情況下還是有能量的，這與牛頓系統的相沖突。在牛頓提出的系統中，物體靜止的時候是沒有能量的，這也就是為什么物體的質量會被稱為靜止質量。公式中的E是物體總能量，從公式不難看出，總質量包括靜止質量以及在運動過程中可能帶來的質量成正比。所以，只有在物體靜止的時候，它才與物體在牛頓系統中的“質量”是一樣的，才成正比。因此物體的總質量和靜止質量不是同一個概念。換一種角度來講，假如一束光子在真空中傳播，雖然它的靜止質量是0，但是由于它們有運動的能量，所以從這個角度來講它們的質量不為零。

這之后還有涉及到一個狹義相對論的推論，那就是速度變快，質量就會變大。經過數學數學推導，得到動能定理的相對論形式E=（m-m0）c^2。