一种用迈克尔逊干涉仪测量两垂直力一向上光速差值的实验。但结果证明光速在不同惯性系和不同力一向上都是相同的。由此确定了光速不变原理，促进了相对论的建立。
既然存在以太，则当地球穿过以太绕太阳公转时，在地球通过以太运动的方向测量的光速（当我们对光源运动时）应该大于在与运动垂直方向测量的光速（当我们不对光源运动时）。
1887年，阿尔贝特·麦克尔逊（后来成为美国第一个物理诺贝尔奖获得者）和爱德华·莫雷在克里夫兰的卡思应用科学学校进行了非常仔细的实验。目的是测量地球在以太中的速度。
由于光在不同的方向相对地球的速度不同，
达到眼睛的光程差不同，产生干涉条纹。
从镜子M反射，光线1的传播方向在MA方向上，
光的绝对传播速度为ｃ，地球相对以太的速度为υ，
光MM2的传播速率为
光线1完成来回路程的时间为：
光线2在到达M2和从M2返回的传播速度为不同的，
分别为C+υ和C－υ，完成往返路程所需时间为：
光线２和光线１到达眼睛的光程差为：
在实验中把干涉仪转动90°，光程差可以增加一倍。移动的条纹数为：
实验中用钠光源，λ=5.9×10－7ｍ；
地球的轨道运动速率为：υ≈10－4C；干涉仪光臂长度为11m，
应该移动的条纹为：ΔＮ＝２×11×(10－4)2／λ＝0.4
干涉仪的灵敏度，可观察到的条纹数为0.01条。但实验结果是几乎没有条纹移动。
在1887年到1905年之间，人们曾经好几次企图去解释麦克尔逊——莫雷实验。最著名者为荷兰物理学家亨得利克·罗洛兹，他是依据相对于以太运动的物体的收缩和钟变慢的机制。然而，一位迄至当时还不知名的瑞士专利局的职员阿尔贝特·爱因斯坦，在1905年的一篇著名的论文中指出，只要人们愿意抛弃绝对时间的观念的话，整个以太的观念则是多余的。几个星期之后，一位法国最重要的数学家亨利·彭加勒也提出类似的观点。爱因斯坦的论证比彭加勒的论证更接近物理，因为后者将此考虑为数学问题。通常这个新理论是归功于爱因斯坦，但彭加勒的名字在其中起了重要的作用。
