在任何與周圍隔絕的體系中，不論發生何種變化或過程，其總品質始終保持不變。或者說，化學變化隻能改變物質的組成，但不能創造物質，也不能消滅物質。又稱物質不滅定律。
宇宙間物質的品質是否守恆，自古以來就是哲學傢們探討和爭論的重大問題。直到18世紀以後，A.-L.拉瓦錫、M.V.羅蒙諾索夫、J.-S.斯塔、H.H.蘭多爾特、J.J.曼利等用天平精確研究究瞭化學反應過程中的質量關系後才一致公認質量守恒定律是精確的科學定律。20世紀人們認識到：化學變化過程實質是物質中原子的重新排列組合，隻是核外電子發生瞭重排，而原子核及其核外電子總數並未發生變化，所以反應前後物質的總質量是不變的。
20世紀以來，隨著原子核科學的發展，人們又發現高速運動物體的質量隨其速度而變，實物和場可以互相轉化，物質的質量和能量是相互聯系的(見質能關系)。例如每摩爾鐳核衰變時，質量減少瞭0.005 3克，同時放出能量4.8×108千焦。這個現象並不意味著物質的消滅，而是物質的部分質量轉化成能量形式。現在人們已把質量守恒定律和能量守恒定律聯系起來，稱為質能守恒定律。