빛의 속도는 아주 독특한 특징을 갖는다. 소리는 매질의 진행하는 방향으로 진동하며 전달되는데 반해 빛은 매질을 필요로 하지 않는다. 진공 속에서 소리는 전달될 수 없으나 빛은 진공에서도 전달되는 것도 같은 의미이다. 따라서, 빛의 속도는 광원이나 관측자의 상대적 운동에 상관없이 항상 일정한 값을 갖는다.
이는 1887년 마이켈슨(Michelson)과 몰리(Morley)의 '에테르'를 밝히기 위한 실험을 통해 밝혀졌다. 이론적으로는 1905년 아인슈타인(Einstein)의 특수상대성이론에서 대전제로 사용되며 밝혀졌다.
빛의 속도가 일정하다는 사실을 최초로 밝힌 마이켈슨-몰리 실험을 간략하게 살펴보자.
하위 그림과 같이 광원에서 나온 빛이 BS를 통과하면 빛이 두 경로로 나뉘지다 각각의 Mirror에서 반사된 후 다시 만나게 된다. 마이켈슨-몰리 실험은 빛이 '에테르'라는 매질을 통해 진행하게 되면 경로차에 의해 간섭무늬가 발생할 것이라는 가설을 바탕으로 실험이 진행되었다. 즉, 에테르의 존재를 증명하기 위해 실험이 시작되었으나 결과적으로 이 실험은 실패하였다.
(에테르란?: 빛의 파동설의 부산물로 파동이 진행하기 위해서 필수적으로 있어야 한다고 믿어졌던 매질)

먼저, M1 방향으로 ν의 속도로 진행될 때 빛의 상대 속도는 c-v가 되고, M1에 의해 반사되면 반대 방향으로 진행하므로 c+v가 된다. BS를 통과한 빛이 거울 M1과 만나 반사하게 될 때까지의 시간은 t1이고, BS와 M1까지의 거리가 l이라면 거리, 속도, 시간의 관계성에 따라 (c-v)xt1=l이 되므로 하위 식으로 정리된다.

또, M1에서 반사된 빛이 다시 BS를 만나는 시간이 t2라고 할 때, 빛이 거울 M1에서 반사하여 BS에 도착할 때까지 걸리는 시간은 t2-t1 이 된다. 같은 방법으로 라고 하면 거울을 출발한 빛이 살다발 가르개를 만날 때까지 걸리는 시간
은 같은 방법으로 하위 식으로 정리될 수 있다.

이를 빛의 전체 시간 지연인 t2로 정리하면 하위 식으로 표현된다.

이제, M2로 간 빛을 살펴보자. BS에서 빛이 출발하여 M1에 반사되고 다시 BS를 지나고 있다. 하위 그림과 같이 대칭성에 의해 시간 ta=tb는 동일하며, BS와 거울 M2 사이의 거리가 l이라면, 피타고라스 정리에 의해 하위 식과 같이 정리할 수 있다.


이 식을 tb에 관한 식으로 정리한 후, 왕복 이동 시간이 2tb이므로(ta=tb) 이를 정리하면 다음과 같다.


이제, M1과 M2를 지나오는 데 걸리는 시간차를 정리하면 하위 식으로 정리할 수 있다.

그러나, 이 시간차가 몹시 적어 실험에서 간섭무늬의 변화가 발견되지 않았다. 이 실험의 결과가 의미하는 바는 빛은 소리와 달리 빛을 전달해주는 절대 매질(에테르)이 존재하지 않고 더 나아가 빛의 속도는 관측자나 광원의 상대속도에 관계없이 항상 일정하다는 결론을 의미한다.