相對論量子化學是指同時使用量子化學和相對論力學方法來解釋元素的性質與結構,特別是對於元素周期表中的重元素。早期量子力學的發展並不考慮相對論的影響,因此人們通常認為「相對論效應」是指由於計算沒有考慮相對論而與真實值產生差異或甚至矛盾。由於質量較大的緣故,相對論對它們的影響是不可忽略的。在化學中,相對論效應可以視為非相對論理論的微擾或微小修正,這可以從薛丁格方程推導獲得。這些修正對原子中不同原子軌道上的電子具有不同的影響,這取決於這些電子的速度與光速的相對差別。相對論效應在重元素更加顯著,這是由於只有這些元素中的電子速度能與光速相比擬。