A massa inercial (m_i) de um corpo é a constante de proporcionalidade entre a força resultante que atua nele e a sua aceleração (exceto se considerarmos um sistema de massa variável). A massa inercial pode ser medida através de um método dinâmico, fazendo colidir frontalmente o corpo com outro em repouso, cuja massa é tomada como unidade. Temos então que:

\(m_1 v_{1i} = m_1 v_{1f} + m_2 v_2\)

Medindo as velocidades finais dos dois corpos e conhecida a massa do corpo de referência, podemos calcular a massa inercial do outro.

A massa gravitacional (m_g)é a propriedade dos corpos responsável pela interação gravítica entre eles, tal como a carga é reponsável pela interação elétrica e magnética. A massa gravitacional é medida através de um método estático, utilizando uma balança de dois pratos em equilíbrio. Quando os pratos da balança estão equilibrados, a força gravítica exercida pela Terra em cada corpo colocado nos pratos da balança é igual.

A equivalência entre massa inercial e gravitacional foi observada pela primeira vez por Galileo, ao verificar que corpos com massas diferentes em queda livre têm a mesma aceleração. Pela segunda lei de Newton e pela lei da gravitação universal (próximo da superfície da Terra) temos:

\(a = \frac{m_g}{m_i} g\)

pelo que a aceleração de um corpo em queda livre é sempre igual a g se para todos os corpos \(\frac{m_g}{m_i} = 1\). Esta relação é chamada princípio da equivalência, de grande importância na teoria da relatividade geral. Atualmente a razão entre massa inercial e gravítica está confirmada com uma precisão de 10^-13 .¹