光速在物理學中有多個重要的套用，其中最著名的方程是質能等價原理，由愛因斯坦提出，其形式為：
△E = (△m)c²
在這個方程中，E代表能量，m代表質量，c代表光速。這個方程表明，質量和能量是等價的，一切物質都潛藏著質量乘以光速平方的能量。一個靜止的物體，其全部的能量都包含在靜止的質量中。一旦運動，就會產生動能。由於質量和能量等價，運動中所具有的能量應加到質量上，也就是說，運動的物體的質量會增加。
此外，光速與光波的能量也有關係，光波的能量與光速有方程式：
E = 1/2mc² = hv
在這個方程中，v是頻率，m是頻率為v的光波質量，C是光速，h是普朗克常數。這個方程說明了光波的能量與光速的關係。