英国科学期刊《物理世界》曾经让读者投票评选了“世界上最伟大的十个公式”，其中，爱因斯坦的质能转换方程（E=mc²）位列第五，足见其重要性。
质能转换方程是狭义相对论的重要推论，由阿尔伯特·爱因斯坦提出。该方程是描述质量与能量之间的当量关系的方程，其公式为E=mc²，其中，E 表示能量，m 表示质量，c 表示真空中的光速（常量，c=299 792.458 km/s）。
质能转换方程是建立在狭义相对论的基础之上的，而狭义相对论是在光学和电动力学实验同经典物理学理论相“矛盾”的激励下产生的。1905年，阿尔伯特·爱因斯坦在《论动体的电动力学》一文中首次提出了狭义相对论（Special Theory of Relativity），这是区别于牛顿时空观的新的平直时空理论。
1907年，爱因斯坦写下了关于狭义相对论和质能关系的论文——《关于相对性原理所要求的能量惯性问题》和《关于相对性原理由此得出的结论》，进一步揭示了“同惯性有关的质量m相当于其量的m×c2”，“对于孤立的物理体系，质量守恒定律只有在其能量保持不变的情况下是正确的”。在历史上两条相互独立的自然规律——能量守恒和质量守恒由相对论统一起来了。
相对论的诞生是物理学上革命性的进步，进一步深化了牛顿经典力学所提出的时空观，从而影响到当代物理学的各个领域。其导出的质能关系是现代核能理论的基础，同时它蕴涵的哲学思想改变了人们对时空观的认识。
质量能量转换为人类利用原子能指出了方向，对于核能的利用及基本粒子的研究具有重要的意义。该方程主要用来解释核变反应中的质量亏损和计算高能物理中粒子的能量，也导致了德布罗意波和波动力学的诞生。由质能方程可以推知原子核里蕴藏着巨大的核能，为人类开辟了一种极其重要的新能源，是人类历史上划时代的重大成就。这一成就首先被应用于军事目的，其后实现了核能的和平利用，标志着人类改造自然进入了一个新的阶段。
原子弹的诞生便是核能在军事上的应用之一，质能方程对于原子弹的发展是关键性的。通过测量不同原子核的质量和那个数量的独立质子和中子的质量和的差，可以得到原子核所包含的结合能的估计值。这不仅显示可能通过轻核的核聚变和重核的核裂变释放这个结合能，也可用于估算会释放的结合能的量。在质能方程的启示下，科学家们经过多年的努力，终于发现铀235在俘获一个中子后分裂将释放出巨大的能量，原子弹随之诞生。核电站是核能的又一应用，其利用原子核裂变反应放出的核能来发电。核电是安全、清洁、经济的能源，是解决能源危机的重要途径。
质能方程在其他方面也有着广泛的应用。利用公式E=mc²可以算出质量或能量的变化，烟感器就是根据这个公式设计出来的。镅241是一种带有放射性的金属，在每一个烟感器中，都有非常微量的镅241。镅241释放出带电的微小粒子束，任何烟雾一旦出现，就会改变微小粒子带电的状态，引发能量变化，启动报警器。（李志民，责任编辑刘楠，图片源自网络）
