因為光速與觀測者相對於光源的運動速度無關，即相對於光源靜止和運動的慣性系中測到的光速是相同的。愛因斯坦在他1905年發表的狹義相對論提出：相對任何以恆定速度運動的觀察者來說，不管這個速度是多少，物理原理及光速都是一樣的。
如果在一枚火箭裡，與一道雷射脈衝一同衝入宇宙空間。地球上的觀察者會看到這一脈衝以光速遠去。但無論火箭相對於地球運動的速度為多少，譬如光速的99%，光線仍以光速超越火箭。光在真空當中傳播，沒有任何的介質，速度非常的快，但是光在許多的介質，比如液體，玻璃，氣體當中，速度可能就會「變慢」——實際上並不是光在這些介質當中的速度變慢了，是光在這些介質中傳播的方式，和光在真空中傳播的方式，並不是同樣的一種方式，所以才會導致光速在不同介質中會變慢。光在介質中傳播，需要經歷一個「吸收-釋放-吸收-釋放」的循環過程，直至穿越整個介質。光在傳播經過這些介質的組成的基本粒子時，會與這些基本粒子發生相互作用，被吸引，從而導致減速。
愛因斯坦的相對論，對於人類科技的進步發展來說起到了非常關鍵的作用。愛因斯坦在相對論中曾經提出過這樣一個理論，那就是光速恆定理論。這個理論所說的就是，世界上最快的速度就是光速，任何物體只能無限接近於這個速度而無法達到。如果真是如此，那麼人類無疑是被關在了一個巨大的囚籠之中。雖然知道外面廣闊無邊，但是卻無法前往。那麼光速恆定真的是無法打破的嗎？科學家們說了，在這種速度面前，光速真的不夠看。
首先我們來看一下什麼叫做光速恆定？我們都知道，光線的組成原子是光子。而光子在靜止時質量為零，所以它在獲得一個加速度時，會變得非常快。而除了光子以外，任何物體的組成微粒都是有質量的，或者說都是有靜止質量的，所以在獲得加速度之後，會因為自身的體積和質量產生阻力，使之無法和光子一樣達到光速。所以愛因斯坦才會說，任何物體只能接近於光速而無法超越光速。但其實在宇宙之中還真有這樣一種速度，不僅超越了光速，而且比光速快的多。這個速度其實就是宇宙膨脹的速度。我們都知道，宇宙自誕生至今已經有一百多億年的時光了，而宇宙無時無刻都在往外擴張，沒有人知道它會擴張到多大。但是這個擴張運動一直沒有停息過。據科學家們的研究表明，在距離地球300萬光年的地方，這裡的星球正以每秒七十千米的速度向地球相反的方向逃逸。而在700萬光年的地方，這個速度變成了一百四十千米每秒。這也能夠讓我們看出一個規律，那就是越接近宇宙的邊際，擴張速度就越快。根據科學家們的估算，在距離地球140億光年的地帶，這裡的星球逃逸速度就已經達到了光速。而超出這一範疇，就已經達到了超光速運行。而這不是星球本身的運動速度，而是空間的膨脹速度。也就是說在一瞬間，兩顆星球之間的空間驟然拉大，造成了這種星球運動的假象。