Встречающиеся в природе различные виды материи могут превращаться друг в друга различными способами. Водород, соединяясь с кислородом, образует воду, протоны и нейтроны формируют ядра атомов, ядра вместе с электронами образуют атомы, электрон, аннигилируя с позитроном, превращается в кванты электромагнитного поля и т. д. Поэтому можно констатировать, что количество одного вида материи может уменьшаться или увеличиваться, однако это всегда связано с увеличением или уменьшением количества другого вида материи.
Экспериментально установлено, что в изолированной системе общее количество материи постоянно, при этом она из одной формы может переходить в другую. Другими словами, материя из ничего не создается и в ничто не превращается, она лишь из одной формы переходит в другую в строго определенных количествах. Это закон сохранения и превращения материи, являющийся фундаментальным законом природы.
Впервые закон сохранения и превращения материи был сформулирован и экспериментально доказан для частного случая закона сохранения массы при химических реакциях. В 17S6 г. М. В. Ломоносов, исследуя взаимодействие свинца с воздухом в запаянном сосуде, не обнаружил различие массы сосуда до и после реакции окисления. Дальнейшие исследовагам ученых А. Лавуазье (1774), X. Ландольта и Л. Этвеша (1909) подтвердили сохранение массы при химических реакциях в закрытых системах с очень высокой степенью точности (погрешность менее 10-6 %).