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.