在19世纪的最后一天，欧洲著名的科学家们欢聚一堂，会上， 英国著名物理学家开尔文发表了新年祝词。他在回顾物理学所取得的伟大成就时说： 物理大厦已经落成，。。。，但是在物理学晴朗的天空处，还有两朵小小的令人不安的乌云。
他所讲的其中一朵乌云是黑体辐射实验， 而另一朵乌云则是迈克尔逊-莫雷实验的结果和当时光以“以太”作为介质传播的假设相矛盾。
19世纪流行的“以太”学说是随着光的波动理论发展起来的。那时， 由于对光的本性知之甚少，人们套用机械波的概念想象必然有一种能够传播光波的弹性物质， 这就是以太。物理学家们相信以太的存在，并把这种无处不在的以太看作一种绝对惯性系。
用实验验证以太的存在就成为了许多科学家的目标。
假设太阳相对以太静止，而地球以每秒30公里的速度绕太阳运动， 就会有每秒30公里的“以太风”向地球迎面吹来，同时也一定会对光的传播产生影响： 在与地球运动方向相同的方向测得的光速必然会大于与地球运动方向垂直的方向测得的光速。 于是，迈克尔逊就设计了一个足以改变物理学发展史的实验装置————迈克尔逊干涉仪。
利用这个仪器，为了寻找以太存在的证据，迈克尔逊和莫雷在不同的海拔高度、 不同的维度、不同的季节进行了多次的实验，按照当时的理论计算，如果实验装置旋转90度， 就会观察到0.4个条纹的移动，而迈克尔逊和莫雷使用的仪器精密到可以测量到0.01个条纹的移动， 这足以测量出两个不同方向光速的差别。然而实验的结果缺令人难以接受， 甚至连他们自己都不愿意相信————没有观察到任何条纹的移动。
迈克尔逊-莫雷实验的结果证明：光速在不同惯性系和不同方向上都是相同的。 人们基本可以判定，地球不存在相对于以太的运动，由此基本否定了“以太”， 也就是绝对静止参考系的存在。这是物理学史上最伟大的否定性的实验， 人们也把迈克尔逊-莫雷实验叫做“最成功的失败实验”。
这次实验动摇了经典物理学的基础，为狭义相对论的建立铺平了道路。 正是基于迈克尔逊干涉仪所做的杰出物理学工作，迈克尔逊被授予了1907年度诺贝尔物理学奖， 他也是美国第一个诺贝尔物理学奖获得者。
20世纪末，一些物理学家对迈克尔逊干涉仪加以改进， 从而造出了激光干涉引力波天文台（The Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory，简称LIGO）， 激光干涉仪于2015年9月14日首次探测到了双黑洞并合产生的引力波： 当有引力波经过时，周围的空间就被扰动， 导致空间本身在一个方向上拉伸，而在另一个方向上压缩， 在干涉仪的观察屏上就会观测到条纹的移动。 这些科学家也因此获得了2017年的诺贝尔物理学奖。