物理上的相对论质心（英文：relativistic center of mass）是指相对论力学及相对论量子力学定义粒子组成系统的质心的数学及物理概念。

非相对论力学具独特及明确的质心向量概念，以伽利略时空的三维空间惯性参照系内的三维向量指明一孤立、由具质量粒子组成的系统。然而，在狭义相对论中闵可夫斯基时空的三维空间则没有如此概念。

在任何刚性旋转参照系（包括伽利略惯性参照系的特例），座标为${\displaystyle (t,x)}$个质量${\displaystyle m_i}$粒子处${\displaystyle {\stackrel{\to <!--\; \to \; -->}{x}}_i(t)}$组成的系统有牛顿质心的三维向量

这公式适用于自由或有相互作用的粒子。

在闵可夫斯基时空中的狭义相对论惯性参照系，有四维向量座标${\displaystyle x^{\mathrm{\mu <!--\; \mu \; -->}}=(x^0,x)}$。具牛顿质心全部性质的变量并不存在。非相对论质心有以下主要性质：

有趣的是在上世纪提出有关相对论质心的三个提案通常分别具以下三个性质：

以上三个变量具同样的不变三维速度，亦会在非相对论极限中崩塌成牛顿质心。这个问题在1970年代存在不少争论，但未有结论。