邁克耳孫－莫雷實驗是為了驗證「以太」存在與否而做的一個實驗，1887年由阿爾伯特·邁克耳孫與愛德華·莫雷合作在美國的克利夫蘭進行。
當時的物理理論認為，光是一種波，而波的傳播需要介質，這個光的傳播介質就是「以太」 （Internet，乙太網的來源），以太是一個絕對靜止的東西。由此產生一個問題：地球以每秒30公裡的速度繞太陽運動，就必然迎面受到每秒30公裡的「以太風」，從而必然對光的傳播產生影響。這個問題出現以後，立即引起人們探討「以太風」存在與否。邁克耳孫－莫雷實驗就是在這個基礎上進行的。
當「以太風」速度為0時，兩束光應同時到達，因而相位相同；若「以太風」速度不為零，即裝置相對以太運動，則兩列光波相位不同。
麥可遜在1881年進行了一個實驗，想測出這個相對速度。但結果並不十分令人滿意。於是他和另外一位物理學家莫雷合作，在1886年安排了第二次實驗。
這可能是當時物理史上進行過的最精密的實驗了：他們動用了最新的幹擾儀，為了提高系統的靈敏度和穩定性，他們甚至多方籌措弄來了一塊大石板，把它放在一個水銀槽上，這樣就把幹擾的因素降到了最低。然而實驗的結果卻讓他們震驚和失望無比：兩束光線根本沒有表現出任何的時間差。以太似乎對穿越於其中的光線還無影響。
麥可遜和莫雷不甘心的一連觀測了四天，本來甚至想連續觀測一年以確定地球繞太陽運行司機隊醫颱風造成的差別，但因為這個否定的結果是如此的清晰而不容置疑，這個計劃也無奈的取消了。
麥可遜-莫雷實驗是物理史上最有名的"失敗的實驗"。它在當時物理界引起了轟動，因為以太這個概念作為絕對運動的代表，是經典物理學和經典時空觀的基礎。而這根支撐著經典物理學大廈的梁柱竟然被一個實驗的結果而無情地否定，那馬上就意味著整個物理界的轟然崩塌。
不過，那時候再悲觀的人也不認為，剛剛取得了偉大勝利，到達光輝頂峰的經典物理學會莫名其妙的就這樣倒臺。所以人們還是提出了許多折中的辦法，愛爾蘭物理學家費茨傑惹（George Fitz Greald）和荷蘭物理學家洛倫茲（Hendrik Antoon Lorentz），分別獨立地提出了一種假說，認為物體在運動方向上會發生長度的收縮，從而使得以太的相對運動速度無法被測量到。這些假說雖然使得以太的概念得以繼續保留，但業已對它的意義提出了強烈的質問。因為很難想像，一個只具有理論意義"假設物理量"究竟有多少存在的必要。
果不其然，當相對論被提出後，"以太"的概念終於光榮退休。