Los plasmas relativistas en física son plasmas para los cuales son importantes las correcciones relativistas de la masa y la velocidad de una partícula. Dichas correcciones suelen ser importantes cuando una cantidad significativa 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 por el impacto de un haz de partículas de alta energía. Un plasma relativista con una función de distribución térmica tiene temperaturas superiores a los 260 keV, o 3,0 GK (5,5 mil millones de grados Fahrenheit), donde aproximadamente el 10% de los electrones tienen . Como estas temperaturas son tan altas, la mayoría de los plasmas relativistas son pequeños y breves, y a menudo son el resultado de un haz relativista que impacta sobre algún objetivo. (Más mundanamente, "plasma relativista" podría denotar un plasma normal y frío 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 colisionan a velocidades comparables a la velocidad de la luz, y en los núcleos de las supernovas. Los plasmas lo suficientemente calientes como para que 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. (Alrededor del 10% de los protones tendrían a una temperatura de 481 MeV - 5,6 TK .) Se necesitan energías aún más altas para lograr un plasma de quarks y gluones .
Los principales cambios en el comportamiento de un plasma a medida que se acerca al régimen relativista son pequeñas modificaciones en las ecuaciones que describen un plasma no relativista y en las secciones eficaces de colisión e interacción . Las ecuaciones también pueden necesitar 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 de sincrotrón .
