Релятиви́стские части́цы, частицы, движущиеся со скоростями, близкими к скорости света $c.$ Для них становятся важными эффекты теории относительности, в первую очередь зависимость энергии $E$ от скорости:

$$E=\frac{mc^2}{\sqrt{1-v^2/c^2}},$$где $m\ –$ масса частицы, $v\ –$ её скорость. При этом импульс частицы даётся формулой:

$${\it \boldsymbol p}=\frac{E{\it \boldsymbol v}}{c^2}=\frac{m{\it \boldsymbol v}}{\sqrt {1-v^2/c^2}}.$$Кинетическая энергия релятивистских частиц – порядка или больше их энергии покоя. Сверх- или ультрарелятивистскими называются частицы, у которых кинетическая энергия гораздо больше энергии покоя. Предельным случаем являются частицы с нулевой массой $(m=0),$ движущиеся со скоростью света $(v=c).$ Энергия такой частицы связана с её импульсом соотношением $E=|{\it \boldsymbol p}|c.$

Согласно теории относительности, время жизни $t$ нестабильных относительно распада релятивистских частиц растягивается:

$$t=\frac{\tau}{\sqrt{1-v^2/c^2}},$$где $\tau\ –$ время жизни покоящейся частицы.

В астрофизике важное значение имеют релятивистские электроны, получающиеся при ускорении в космических электромагнитных полях и испускающие синхротронное излучение. В частности, электроны ускоряются в электромагнитных полях остатков вспышек сверхновых. Из релятивистских частиц состоят и космические лучи. Разогнанные на ускорителях пучки релятивистских частиц используют в экспериментальной физике элементарных частиц. Процессы взаимодействия релятивистских частиц имеют характерную особенность: движение рождённых частиц или рассеяние частиц в таком взаимодействии происходит преимущественно вперёд – в направлении налетающей релятивистской частицы.