Jedną z błędnych, jak się obecnie sądzi, koncepcji, która bardzo długo utrzymywała się w fizyce, była koncepcja eteru kosmicznego. Pochodzi ona z ok. V wieku p.n.e. Twórcami jej byli starożytni filozofowie greccy reprezentujący kierunek zwany szkołą pitagorejską, którą miał ponoć zapoczątkować sam Pitagoras. Tak jak człowiek utonąłby w otchłani morza, gdyby chciał przez nie przejść - rozumowali oni - tak samo światło "utonęłoby" w próżni, gdyby nie istniał w niej ośrodek, w którym światło mogłoby się rozchodzić. Ten hipotetyczny ośrodek, który miał wypełniać cały Wszechświat, nazwano eterem kosmicznym.

Koncepcja eteru przechodziła różne koleje losu, była jednak zawsze powszechnie uznawana, nieliczni jej przeciwnicy (np. w starożytności - atomiści) nie byli bowiem w stanie zaproponować innej. Rozwój fizyki jako nauki opartej na wynikach doświadczeń i pomiarów stworzył w XIX w. pilną potrzebę eksperymentalnego sprawdzenia hipotezy eteru, zwłaszcza że pociągała ona za sobą szereg istotnych trudności. W miarę jak wykonywano coraz to nowe doświadczenia, trudności te stawały się coraz większe. Eter np. powinien hamować ruch ciał, w tym także Ziemi i Księżyca, tymczasem obserwacje astronomiczne nie wykazywały żadnych zmian średnich prędkości ruchu ciał niebieskich. Sądzono więc, że eter musi być ośrodkiem nielepkim. Czy wobec tego może być porywany przez ciała poruszające się w eterze? Ze względu na brak lepkości mógłby być albo porywany całkowicie, albo wcale.

W 1851 A.H.L. Fizeau przeprowadził doświadczenie, które miało dać odpowiedź na to pytanie. Fizeau zmierzył różnicę prędkości światła w wodzie stojącej i w wodzie poruszającej się. Gdyby woda nie porywała eteru, to różnica ta powinna by być równa zeru, gdyby natomiast porywała go całkowicie, to powinna by być równa różnicy prędkości światła w wodzie stojącej i prędkości wody. Pomiary nie dały oczekiwanej odpowiedzi: różnica ta była wprawdzie większa od zera, ale w istotny sposób mniejsza od różnicy prędkości światła w wodzie nieruchomej i prędkości samej wody. Wynikało stąd, że jeśli rzeczywiście eter istnieje, to ciała poruszające się w eterze porywają go tylko częściowo. Jak to jednak jest możliwe, skoro eter jest nielepki? Tego rodzaju problemy powodowały, że zaczęto przeprowadzać coraz więcej doświadczeń mających na celu wykrycie istnienia samego eteru. Wyniki tych doświadczeń były w zasadzie negatywne, jednakże nie przyniosły ostatecznego rozstrzygnięcia problemu.

Decydujące znaczenie miały dopiero doświadczenia, które rozpoczął w 1881 A.A. Michelson. Pod wpływem krytyki jego pierwszych prac gdzie zarzucano mu zbyt małą dokładność pomiarów Michelson wraz z E.W. Morleyem ulepszyli posiadaną aparaturę, co umożliwiło przeprowadzenie doświadczeń w sposób na tyle precyzyjny, żeby ich wyniki nie budziły już wątpliwości. Znane doświadczenie przeprowadzili w 1887 roku. Za pomocą odpowiedniego urządzenia światło ze źródła zostaje rozdzielone na dwie wiązki, z których jedna biegnie równolegle do kierunku ruchu Ziemi po orbicie dookoła Słońca, druga zaś w kierunku prostopadłym. Obie wiązki odbijają się od zwierciadeł i po pewnym czasie spotykają się ze sobą. Obracając więc przyrząd o kąt 90° (wtedy wiązka, która poprzednio biegła równolegle do kierunku ruchu Ziemi po orbicie, teraz biegnie prostopadle, natomiast wiązka biegnąca poprzednio w kierunku prostopadłym, teraz biegnie równolegle), zamieniali po prostu wiązki jedną z drugą. Celem doświadczenia było zbadanie, czy czas, po jakim wiązki spotykają się po odbiciu od zwierciadeł, będzie w obydwu przypadkach taki sam, czy też inny. Wynik doświadczenia był jednoznaczny: ustawienie przyrządu nie miało żadnego wpływu na czas, po jakim wiązki się spotykały. Wynikało stąd, że ruch obserwatorium (wraz z Ziemią po jej orbicie) nie ma wpływu na prędkość światła, a więc że prędkość światła jest identyczna w kierunku ruchu laboratorium i w kierunku do niego prostopadłym.

Jeśli więc eter istnieje, to z doświadczenia wynikało, że musi on być całkowicie porywany przez ciała w nim się poruszające w tym przypadku przez Ziemię (światło miało rozchodzić się w eterze). Z kolei z doświadczenia Fizeau wynikało, że jeśli eter istnieje, to może on być porywany tylko częściowo. W ten sposób fakty doświadczalne wskazywały, że przypuszczenie, iż eter istnieje, prowadzi do sprzeczności. Wobec tego koncepcję eteru, jako sprzeczną z wynikami doświadczeń, odrzucono.

Doświadczenie to miało więc decydujące znaczenie dla wykazania błędności koncepcji eteru kosmicznego, koncepcji, która utrzymywała się od wieków, pochłaniając uczonym wiele czasu i wysiłku na znalezienie jakichkolwiek uchwytnych przesłanek istnienia tego hipotetycznego ośrodka. Na tym jednak nie kończy się rola doświadczenia Michelsona-Morleya w historii fizyki. A. Einstein uogólnił wynik doświadczenia zakładając, że prędkość światła (a ogólnie fal elektromagnetycznych) w próżni jest stałą uniwersalną, tzn. ma identyczną wartość niezależnie od ruchu źródła i obserwatora. Jest to jedno z dwóch podstawowych założeń opracowanej przez niego w 1905 tzw. szczególnej teorii względności, którą obok mechaniki uważa się za podstawę współczesnej fizyki.