光子具有能量，也具有动量，更具有质量，按照质能方程，E=mc2=hν，求出m=hν/c2，

光子由于无法静止，所以它没有静止质量，这儿的质量是光子的相对论质量。

根据量子场论，一对正反粒子可发生湮灭变成一对高能γ光子，而一对高能γ光子在高温下亦可发生反应产生一对正反粒子。比如在T=1015K的温度下可发生光子向质子和中子等重子的转化。

用费曼图表示的正电子-负电子散射（也叫做Bha-Bha散射），波浪线表示交换虚光子的过程。

参见： 狭义相对论

光子晶体结构

光子的静止质量严格为零，本质上和库仑定律严格的距离平方反比关系等价，如果光子静止质量不为零，那么库仑定律也不是严格的平方反比定律。 所有有关的经典理论，如麦克斯韦方程组和电磁场的拉格朗日量都依赖于光子静质量严格为零的假设。 从爱因斯坦的质能关系和光量子能量公式可粗略得到光子质量的上限：m=hν/c2

这里，m即是光子质量的上限，ν是任意电磁波的频率，位于超低频段的舒曼共振已知最低频率约为7.8Hz（赫兹）。

这个值仅比如今得到的广为接受的上限值高出两个数量级。

参见光子：规范玻色子

光子能够在很多自然过程中产生，例如：在分子、原子或原子核从高能级向低能级跃迁时电荷被加速的过程中会辐射光子，粒子和反粒子湮灭时也会产生光子；在上述的时间反演过程中光子能够被吸收，即分子、原子或原子核从低能级向高能级跃迁，粒子和反粒子对的产生。

在真空中光子的速度为光速，能量E和动量p之间关系为p=E/c； 相对论力学中静质量为

光子的能量和动量仅与光子的频率ν有关；或者说仅与波长λ有关。从而得到光子的动量大小为p=h/λ=hv/c。

其中h叫普朗克常数。

从光子的能量、动量公式可导出一个推论

粒子和其反粒子的湮灭过程一定产生至少两个光子。 原因是在质心系下粒子和其反粒子组成的系统总动量为零，由于能量守恒定律，产生的光子的总动量也必须为零；由于单个光子总具有不为零的大小为 的动量，系统只能产生两个或两个以上的光子来满足总动量为零。 产生光子的频率，即它们的能量，则由能量-动量守恒定律（四维动量守恒）决定。 而从能量-动量守恒可知，粒子和反粒子湮灭的逆过程，即双光子生成电子-反电子对的过程不可能在真空中自发产生。

光子具有波粒二象性

即说光子既具有一粒一粒的粒子的特性又有像声波一样的波动性。当时间为瞬时值时，光子以粒子的形式传播；当时间为平均值时，光子以波的形式传播。光子的波动性由光子的衍射而证明，光子的粒子性是由光电效应证明。

上面有人认为光子的动质量为零是错误的，光子的静质量为零，否则的话其动质量将为无穷大。但其动质量却是存在的，计算方法是这样的：首先，由于频率为v的光子的能量为E=hv，（其中h为普朗克常数），故由质能公式可得其质量为：m=E/c2=hv/c2其中c2表示光速的平方，该方法由爱因斯坦首先提出。