如果确实有以太存在，那么最好是假定它相对于太阳静止而相对于地球运动，因为只有这样才能很好地解释光行差现象。如果以太相对于地球运动，那么我们就应该可以通过某种方式探测出来。1879年，著名物理学家麦克斯韦提出了一种探测方法：让光线分别在平行和垂直于地球运动方向等距离地往返传播，平行于地球运动的方向所花的时间将会略大于垂直方向的时间。
1881年，迈克尔逊设计了光的干涉仪，利用了“零点法”，从干涉仪分别向平行和垂直与地面的方向发射两束光，并在相同距离上放置放射镜，将光线反射到干涉仪上。根据理论计算，如果地球真的是在以太海洋中自转的，那么平行于地球运动的方向所花的时间将会略大于垂直方向的时间，那么在光被反射回来是，两束光必然产生0.04条干涉条纹。然而干涉现象总是没有出现，这证明了以太相对于地球的运动速度是零（以前理论一直认为以太是静止于宇宙中的）。1884年他和化学家莫雷合作，提高干涉仪的灵敏度，得到的结果仍然是否定的。1887年他们继续改进仪器，光路增加到11米，花了整整5天时间，仔细地观察地球沿轨道与静止以太之间的相对运动，结果仍然是否定的。