Động lượng tương đối tính, đề xuất bởi Albert Einstein, là tích của khối lượng tương đối tính của vật với vận tốc chuyển động. Khối lượng tương đối tính, m, liên hệ với khối lượng nghỉ (khối lượng cổ điển), m0, qua vận tốc chuyển động, v, theo m = γ m0 với:

γ = 1 1 − v 2 / c 2 {\displaystyle \gamma ={\dfrac {1}{\sqrt {1-v^{2}/c^{2}}}}} v 2 = v → ⋅ v → {\displaystyle v^{2}={\vec {v}}\cdot {\vec {v}}}

Khái niệm này xuất phát từ nhu cầu xây dựng một véctơ-4 có độ lớn không thay đổi trong biến đổi Lorent, tương tự như xung lượng thông thường trong cơ học cổ điển. Véctơ-4 này xuất hiện một cách tự nhiên trong các hàm Green của lý thuyết trường lượng tử. Véctơ-4 này, còn được gọi là động lượng-4, gồm 3 thành phần của vectơ động lượng tương đối tính trong không gian ba chiều, p tương ứng với 3 chiều không gian, cùng năng lượng tương đối tính tổng cộng, E tương ứng với chiều thời gian, chia cho tốc độ ánh sáng, c, để đồng bộ thứ nguyên:

[E/c, p]

Với năng lượng tương đối tính tổng cộng là:

E = m c 2 = γ m 0 c 2 {\displaystyle E=mc2=\gamma m_{0}c^{2}}

Động lượng-4 được xây dựng như vậy có đặc điểm là có độ lớn, | | P | | 2 {\displaystyle ||\mathbf {P} ||^{2}} , không thay đổi khi thay đổi hệ quy chiếu trong không thời gian:

| | P | | 2 = P ⋅ P = γ 2 m 0 2 ( c 2 − v 2 ) = ( m 0 c ) 2 {\displaystyle ||\mathbf {P} ||^{2}=\mathbf {P} \cdot \mathbf {P} =\gamma ^{2}m_{0}^{2}(c^{2}-v^{2})=(m_{0}c)^{2}}

Các vật thể không có khối lượng nghỉ như photon cũng vẫn có động lượng tương đối tính. Do hạt này luôn chuyển động với tốc độ ánh sáng p.p=E2/c2 đối với photon.