نظرية النسبية الخاصة تشير إلى أن الزمن والمسافة ليس لهما معنى مطلق، بل يعتمدان على حالة الحركة للجسم المراقب. وبناءً على هذه النظرية، فإن تأين الذرات يمكن تفسيره بأن الذرات تتحرك بسرعات عالية جداً في درجات الحرارة العالية، وعندما تتوقف هذه الذرات في درجات الحرارة المنخفضة، فإن الطاقة الحركية في الذرات تنخفض، مما يتسبب في تأينها. وبناءً على معادلة أينشتاين E=mc²، فإن تأين الذرات يمكن أيضاً تفسيره عن طريق تحويل جزء من كتلتها إلى طاقة حرارية تسبب تأين الذرات.
