Одним из важнейших следствий теории относительности был вывод о существовании собственной энергии тел. Согласно этому выводу всякое тело массой m в состоянии покоя обладает собственной энергией Е 0, равной произведению массы тела на квадрат скорости света в вакууме:
Е 0 = mc 2.
Полная энергия E тела в состоянии движения называется релятивистской энергией тела. Релятивистская энергия E тела зависит от массы m тела и скорости 
его движения:
Разность релятивистской E и собственной Е 0 энергий движущегося тела называется кинетической энергией Е к тела:
Е к = Е – Е 0.
Из теории относительности следует, что масса системы взаимодействующих тел не равна сумме масс тел, входящих в систему.
Разность Δ m суммы масс свободных тел и массы M системы взаимодействующих тел называется дефектом масс:
Δm = m1 + m2 - M
Изменение Δ E 0 собственной энергии системы при любых взаимодействиях тел внутри системы равно произведению дефекта масс Δ m на квадрат скорости света c в вакууме:
Δ Е 0 = Δ mc 2.
Дефект масс и соответствующая ему энергия связи экспериментально обнаружены у атомных ядер. Расщепление тяжелых ядер и синтез легких ядер приводят к высвобождению этой энергии. Закон связи энергии покоя с массой частицы подтвержден измерениями энергии, выделяющейся при аннигиляции пар электрон–позитрон, а также многочисленными измерениями энергии выхода ядерных реакций, энергии радиоактивных распадов и превращений элементарных частиц, работой ядерных реакторов.
Массе в 1 г соответствует энергия покоя 9∙1013 Дж. Такая энергия выделяется при взрыве атомной бомбы. Ее хватило бы для превращения 30 000 т воды в пар.
Излучение Солнца и других звезд несет энергию и, значит, массу. Излучая энергию, они теряют массу. Из-за излучения масса Солнца уменьшается примерно на 4 млн т в секунду. (Для сравнения: масса Солнца 1030 кг, в 1 году 31,5 млн секунд, Солнце исчезнет через 8∙1012 лет).
