고립계를 기준으로 계 내부에서 어떠한 현상이나 반응이 발생하든지 계 전체의 질량은 일정하다는 법칙이다. 계를 구성하는 각각의 물질의 질량은 변할 수 있지만, 전체질량은 변하지 않는다. 따라서 보통 화학반응에서 사용되는 용어로 두 물질을 반응시켰을 경우 반응 전 두 물질의 질량의 합과 반응 후 결과물의 질량은 항상 같다. 프랑스의 화학자 라부아지에가 연소실험을 통해 최초로 입증하였다. 질량은 에너지와 상호변환이 가능하다는 아인슈타인의 상대성이론 발표 이후 상대성 이론이 적용되는 특별한 경우에는 질량이 보존되지 않음이 밝혀졌다.