Los plasmas relativistas en física son plasmas para los cuales las correcciones relativistas de la masa y velocidad de una partícula son importantes. Estas correcciones suelen volverse importantes cuando un número significativo de electrones alcanza velocidades superiores a 0,86 c ( factor de Lorentz = 2).
Estos plasmas pueden crearse calentando un gas a temperaturas muy altas o mediante el impacto de un haz de partículas de alta energía. Un plasma relativista con una función de distribución térmica tiene temperaturas superiores a alrededor de 260 keV, o 3,0 GK (5,5 mil millones de grados Fahrenheit), donde aproximadamente el 10% de los electrones tienen . Dado que estas temperaturas son tan altas, la mayoría de los plasmas relativistas son pequeños y breves, y a menudo son el resultado de un rayo relativista que impacta algún objetivo. (De manera más mundana, "plasma relativista" podría denotar un plasma frío normal que se mueve a una fracción significativa de la velocidad de la luz en relación con el observador).
Los plasmas relativistas pueden resultar cuando dos haces de partículas chocan a velocidades comparables a la velocidad de la luz, y en los núcleos de supernovas. Los plasmas lo suficientemente calientes como para que las partículas distintas de los electrones sean relativistas son aún más raros, ya que otras partículas son más masivas y, por lo tanto, requieren más energía para acelerar a una fracción significativa de la velocidad de la luz. (Aproximadamente el 10% de los protones lo tendrían a una temperatura de 481 MeV - 5,6 TK ). Se necesitan energías aún mayores para lograr un plasma de quarks-gluones .
Los principales cambios en el comportamiento de un plasma a medida que se acerca al régimen relativista son ligeras modificaciones en las ecuaciones que describen un plasma no relativista y en las secciones transversales de colisión e interacción . Es posible que las ecuaciones también necesiten modificaciones para tener en cuenta la producción de pares electrón-positrón (u otras partículas a las temperaturas más altas).
Una doble capa de plasma con una gran caída de potencial y separación de capas puede acelerar los electrones a velocidades relativistas y producir radiación sincrotrón .
