Experimentell wurde die Massenerhaltung bei chemischen Reaktionen Anfang des 20. Jahrhunderts durch Hans Landolt und Roland von Eötvös mit jeweils hoher Messgenauigkeit bestätigt. Andererseits widersprach bald darauf Albert Einsteins spezielle Relativitätstheorie der strengen Gültigkeit des Satzes, weil ihr zufolge die Ruhenergie eines Systems äquivalent zur Masse ist. Erste experimentelle Anzeichen hierfür ergaben sich Anfang der 1920er Jahre in der Kernphysik. Die Äquivalenz von Masse und Energie ist inzwischen experimentell vielfach bestätigt. Daher kann der Massenerhaltungssatz (für die Summe der Massen der Reaktionspartner) in der Kern- und Hochenergiephysik nicht angewendet werden.