在物理學中，質量平衡也稱為物質平衡，是質量守恒在物理系統分析中的應用。 通過考慮進入和離開系統的物質，可以識別質量流量，如果沒有這種技術，這些流量可能是未知的或難以測量的。 系統分析中使用的確切守恒定律取決于問題的背景，但都圍繞著質量守恒，即物質不能消失或自發產生。

因此，質量平衡被廣泛用于工程和環境分析。 例如，質量平衡理論用于設計化學反應器，分析生產化學品的替代過程，以及模擬污染擴散和物理系統的其他過程。 密切相關和互補的分析技術包括人口平衡、能量平衡和稍微復雜一些的熵平衡。 這些技術對于制冷循環等系統的全面設計和分析是必需的。

在環境監測中，術語預算計算用于描述用于評估監測數據（比較輸入和輸出等）的質量平衡方程。 在生物學中，代謝組織的動態能量收支理論明確利用了質量和能量平衡。

質量平衡的一般形式是 進入系統的質量必須根據質量守恒離開系統或在系統內積累。

從數學上講，沒有化學反應的系統的質量平衡如下：

I n p u t = O u t p u t + A c c u m u l a t i o n {\displaystyle \mathrm {輸入} =\mathrm {輸出} +\mathrm {累積} \,}

嚴格來說，如果平衡方程中的項指的是總質量，即系統中所有化學物質的總和，則上述方程也適用于具有化學反應的系統。 在沒有化學反應的情況下，流入和流出的任何化學物質的量都是相同的； 這產生了系統中存在的每個物種的方程式。 然而，如果不是這種情況，則必須修改質量平衡方程以允許每種化學物質的產生或消耗（消耗）。 有些人在這個方程式中使用一個術語來解釋化學反應，這對消耗是負的，對生成是正的。 然而，這個方程式的傳統形式是為了說明正生成項（即反應產物）和負消耗項（用于生產產物的反應物）。 雖然總的來說，一項將說明系統的總平衡，但如果要將此平衡方程應用于單個物種，然后應用于整個過程，則兩項都是必需的。 這個修改后的方程不僅可以用于反應系統，還可以用于粒子力學問題中出現的種群平衡。 下面給出了等式； 請注意，在生成項為零的情況下，它簡化為較早的等式。

輸入 + 生成 = 輸出 + 累積 + 消耗 {\displaystyle {\text{輸入}}+{\text{生成}}={\text{輸出}}+{\text{累積}}\ +{\text{消費}}}

• 在沒有核反應的情況下，流入和流出的原子數必須保持不變，即使存在化學反應也是如此。
• 要形成平衡，必須明確界定系統的邊界。
• 質量平衡可以在多個尺度上接管物理系統。
• 質量平衡s可以簡化為穩態假設，其中累積項為零。

一個簡單的例子可以說明這個概念。 考慮漿液流入沉淀池以去除池中固體的情況。 固體通過部分浸沒在罐中的傳送帶收集在底部，水通過溢流出口排出。

在這個例子中，有兩種物質：固體和水。 與漿料入口相比，水溢流出口攜帶相對于固體濃度增加的水，并且傳送帶的出口攜帶相對于水增加的固體濃度。

假設

• 穩態
• 非反應性系統

分析

假設漿料入口成分（按質量計）為 50% 固體和 50% 水，質量流量為 100 kg/min。 假設儲罐在穩定狀態下運行，因此積累為零，因此固體和水的輸入和輸出必須相等。 如果我們知道泥漿罐的去除效率為 60%，則出水口將含有 20 kg/min 的固體（40% 乘以 100 kg/min 乘以 50% 的固體）。