素粒子や核子などの基本粒子から構成される複合体の質量はもとの基本粒子の質量和より小さい。この質量差を質量欠損という。最も顕著な質量欠損は原子核反応にみられる。
原子核の質量と、それを構成する核子が自由な状態にあったときの質量の和との差は、原子核の結合エネルギーの大きさである。原子核反応に伴うエネルギー放出Eは欠損した質量を m、光速度を c とすればE=mc² である。核融合反応で解放されるエネルギーは質量欠損に相当する。
この関係は原子核反応に限定されず、質量欠損はより広い概念である。