Wzór $E=mc^2$ poprawnie opisuje jedynie energię cząstki spoczywającej. Pełny wzór na energię cząstki w szczególnej teorii względności ma postać

\begin{equation}
E=\sqrt{(mc^2)^2+(pc)^2}   \label{E}
\end{equation}

gdzie $p$ to pęd cząstki. Zaskakujący dla fizyków był fakt, że dla cząstki spoczywającej (tzn. dla $p=0$) energia nie jest zerowa, ponieważ pozostaje wkład tak zwanej energii spoczynkowej $E_0=mc^2$. To oznacza, że masa jest jedną z form energii, a w odpowiednich warunkach można zamienić niewielką masę na ogromne ilości energii (na tej zasadzie działa energetyka jądrowa). Dla niespoczywających cząstek nadal jednak musimy korzystać z pełnego wzoru. Światło składa się z cząstek zwanych fotonami, które w żadnym układzie odniesienia nie spoczywają. Fotony zawsze poruszają się z prędkością światła $c$, natomiast mają zerową masę, dlatego dla fotonów pełen wzór na energię się upraszcza, tym razem do postaci $E=pc$. Z tego wzoru wynika, że fotony są nośnikiem zarówno energii, jak i pędu, nawet pomimo posiadania zerowej masy.

Zaskoczenie dawnych fizyków związane z tym faktem wynika z naszego codziennego przyzwyczajenia do obiektów, których prędkości są niewielkie w porównania do prędkości światła. Jeżeli wzór na energię relatywistyczną  (\ref{E}) rozwiniemy w wielomian Taylora wokół $p=0$, to otrzymamy równanie:

$$E=mc^2+\frac{p^2}{2m}-\frac{p^4}{8m^3c^2}+\ldots$$

Pierwszy człon to energia spoczynkowa; jest ona duża, ale znaczenie ma tylko wtedy, gdy masa ciała się zmienia, czego poza rozpadami promieniotwórczymi w codziennym życiu nie obserwujemy. Drugi człon, który możemy napisać w (być może bardziej znanej) postaci $\frac{p^2}{2m} = \frac{mv^2}{2}$, to wyrażenie na klasyczną energię kinetyczną. Kolejne człony są bardzo małe: już trzeci człon zawiera dzielenie przez $c^2$, czyli przy prędkościach obserwowanych w życiu codziennym wszystkie człony poza dwoma pierwszymi będą pomijalne i prawie niemożliwe do zaobserwowania. Natomiast dla wysokich prędkości już nie możemy powiedzieć, że prawie cala energia jest energią spoczynkową z drobną poprawką klasycznej energii kinetycznej. W szczególności w tym rozwinięciu zostało poczynione założenie, że $m\neq 0$, i z takim założeniem udało nam się odtworzyć wkład klasycznej energii kinetycznej. W codziennym życiu w zasadzie wszystkie obserwowane obiekty mają niezerową masę, więc mechanika klasyczna świetnie funkcjonowała z założeniem, że każdy nośnik energii obdarzony jest masą – jednak z wiedzą, że mechanika klasyczna jest jedynie opisem przybliżonym, należy podejść ostrożnie do bezmasowych cząstek, ponieważ dla nich powyższe przybliżenie przestaje mieć sens.