阿尔伯特·爱因斯坦（1879-1955）提出的方程E=mc²，建立了物体质量m与能量E之间的关系，其中c代表真空中的光速。该方程表明质量可以转化为能量，反之亦然。 根据方程E=mc²，无质量粒子（m=0）具有能量（E≠0）似乎存在矛盾。质量为0的光子具有非零能量E，这是因为方程E=mc²专门适用于静止粒子。 实际上，粒子的能量-质量关系由完整的狭义相对论方程给出：E²=(pc)²+(m₀c²)²，其中p是动量，m₀是静止质量。
光子是一种没有质量、没有电荷的粒子。它是电磁场的量子，即该场的基本激发。其描述由麦克斯韦方程组主导，而在量子层面，则由无质量粒子的狄拉克方程描述。因此，光子本质上被定义为量子能量的载体，其特征由频率和波长决定。由于光子的静质量m0=0，若它处于静止状态（v=0），则其能量E将为零（因为v=0时动量p=0）。然而，光子的存在与其拥有能量密不可分。零能量的光子毫无物理意义，也无法存在。爱因斯坦理论预言存在一个宇宙速度极限c，任何有质量的粒子都无法达到或超越这一速度。该速度对应真空中的光速。因此，光子若要存在，就必须始终以速度c运动。
因此，光子是静止质量为零（m₀=0）的无质量粒子，始终以光速c运动。它们具有动量（p），因此也拥有能量。光子的能量与动量关系由方程E=pc给出。光子的能量由普朗克方程E=hν描述，其中E为能量，h为普朗克常数（6.626×10⁻³⁴J），ν为光子频率。该关系式E=hν表明，光子的能量与其频率成正比。
结合关系式E=pc与普朗克方程，可得p = E/c = hν/c。
在相对论背景下，对于运动的有质量粒子，总能量E由相对论方程E²=(m₀c²)²+(pc)²给出。对于光子，其静止质量m为零，因此该方程简化为：E=pc。
总之，尽管光子没有静止质量，但它们具有能量和动量。光子的能量与其频率的关系由方程E=hν给出，其动量由p=E/c表示。方程E=mc²适用于静止的粒子，但对于光子而言，静止状态并不存在。光子是电磁场的基本激发。
爱因斯坦1905年关于光的本质与演化论文全文 
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