Lumina (şi toate celelalte forme de radiaţie electromagnetică) călătoresc în vid cu o viteză de circa 300.000 km/s, iar în aer ceva mai încet. Viteza luminii în vid reprezintă o constantă universală, notată cu c , şi, conform teoriei relativităţii, nimic nu poate fi mai rapid. Într-o secundă o rază de lumină ar putea înconjura de peste 7 ori Pământul pe la Ecuator, pe când călătoria ei de la Soare la Pământ, pe o distanţă de circa 150.000.000 km, durează cam 8 minute.
Viteza luminii în vid este la ora actuală determinată precis la valoarea de 299.792.458 m s-1 . Această valoare este folosită la aflarea unor distanţe lungi prin măsurarea timpului necesar unui puls de lumină să ajungă într-un loc şi să se întoarcă. Reprezintă de asemenea baza anului lumină (distanţa parcursă de lumină într-un an), o unitate folosită la măsurarea unor distanţe astronomice foarte mari. La o scară mai redusă, valoarea vitezei luminii permite o determinare foarte precisă a distanţelor iar metrul este definit la ora actuală ca lungimea drumului parcurs de lumină într-o fracţiune de 1/299.792.458 dintr-o secundă.
Importanţa progresului ştiinţific
Încercările de măsurare a vitezei luminii au avut un rol important în stabilirea unor teorii ştiinţifice din trei motive.
Sfârşitul Teoriei Corpusculare
Viteza luminii în aer şi apă a fost pentru prima dată măsurată la mijlocul secolului XIX de către fizicienii francezi Jean Foucault şi Armand Fizeau. Acest lucru a dus la o respingere a teoriei corpusculare a luminii propusă de Isaac Newton. Newton sugerase că un corp luminos emite un curent de particule care călătoresc în linie dreaptă prin eter (un mediu despre care se credea la acea vreme că ocupă întregul spaţiu). Dar faptul că lumina se deplasa mai încet în apă nu putea fi explicat decât prin teoria ondulatorie a luminii şi nu prin cea stabilită de Newton.
Originea electromagnetică a luminii
La mijlocul secolului XIX James Clerk Maxwell a demonstrat teoretic ca undele electromagnetice călătoresc cu o viteză egală cu cea a luminii, ceea ce l-a condus la concluzia că lumina este o parte a spectrului electromagnetic.
Rolul în relativitate
De mare importanţă este poate rolul vitezei luminii în teoria relativităţii a lui Albert Einstein. Aceasta stabileşte viteza luminii în vid ca cea mai mare viteză posibilă în natură şi spune că viteza luminii faţă de observatori diferiţi este aceeaşi. Viteza luminii, c, este o constantă absolută - constanta universală în ecuaţia stabilită de Einstein, E=mc2, care stabileşte că masa şi energia sunt echivalente.
Paradoxul constanţei vitezei luminii a creat o mare problemă pentru fizică, problemă pe care fizicianul american de origine germană, Albert Einstein, a rezolvat-o în cele din urmă în 1905. Einstein sugera că teoriile fizice nu ar trebui să depindă de starea de mişcare a observatorului. În schimb el spunea că viteza luminii trebuia să rămână constantă, şi restul fizicii trebuia să se schimbe pentru a respecta acest lucru. Această teorie specială a relativităţii a prezis multe consecinţe fizice neaşteptate, dintre care toate au fost de atunci observate în natură.

Măsurarea vitezei luminii
Au existat numeroase încercări de măsurare a vitezei luminii.
Metoda lui Galileo
În secolul XVI astronomul italian Galileo Galilei a realizat probabil prima încercare de măsurare a vitezei luminii. Experienţa lui Galilei consta în următoarele: doi observatori, aşezaţi la o distanţă mare unul de celălalt, au fiecare câte un felinar care poate fi obturat. Observatorul A deschide felinarul; după un anumit interval de timp lumina ajunge până la observatorul B, care în acelaşi moment deschide felinarul său; după câtăva vreme acest semnal ajunge până în A, care poate în felul acesta să măsoare timpul τ care s-a scurs din momentul trimiterii semnalului până în momentul întoarcerii sale. Admiţând că observatorul reacţionează la semnal instantaneu şi că lumina are aceeaşi viteză de propagare după direcţiile AB şi BA, obţinem că drumul AB+BA=2D e străbătut de lumină în timpul τ, adică c=2D/ τ. Cea de-a doua ipoteză făcută poate fi considerată foarte verosimilă. Teoria modernă a relativităţii o ridică chiar la rangul de principiu. Ipoteza legată de posibilitatea reacţionării instantanee la semnal nu corespunde însă realităţii şi de aceea, dată fiind viteza uriaşă de propagare a luminii, încercarea lui Galilei nu a dus la nici un fel de rezultat; de fapt nu s-a măsurat timpul de propagare a semnalului luminos, ci timpul cheltuit de observator pentru a putea reacţiona. Situaţia poate fi îmbunătăţită dacă observatorul B se înlocuieşte printr-o oglindă care reflectă lumina, înlăturându-se astfel erorile introduse de unul din observatori. Acest principiu de măsurare a rămas la baza aproape a tuturor metodelor moderne de laborator utilizate pentru determinarea vitezei luminii; ulterior însă, au fost găsite metode excepţionale pentru înregistrarea semnalelor şi măsurarea intervalelor de timp, ceea ce a permis determinarea vitezei luminii cu o precizie suficientă, chiar în cazul unor distanţe relativ mici.
Metoda lui Römer
Primele măsurători reuşite ale vitezei luminii au fost de natură astronomică. În 1676 astronomul danez Ole (sau Olaus) Christensen Römer (1644-1710) a observat o întârziere a eclipsei unei luni a lui Jupiter când aceasta era văzută de pe partea îndepărtată a orbitei pământului în comparaţie cu observarea ei de pe partea apropiată. Presupunând că întârzierea reprezenta timpul în care lumina parcurgea orbita pământului şi cunoscând cu aproximaţie dimensiunea orbitei din unele observaţii precedente, el a făcut raportul distanţă-timp pentru a estima viteza şi a ajunge la rezultatul de 286.000 km×s-1, cu o eroare de circa 5% din valoarea cunoscută în zilele noastre.
Fizicianul englez James Bradley a realizat o măsurătoare mai bună în anul 1729. Bradley a descoperit că era nevoie să modifice permanent înclinaţia telescopului său pentru a putea capta lumina stelelor pe măsură ce pământul se rotea în jurul soarelui. A ajuns astfel la concluzia că mişcarea pământului deplasa telescopul în lateral faţă de lumina care cobora asupra acestuia. Unghiul de înclinaţie, numit aberaţie stelară, este aproximativ egal cu raportul dintre viteza orbitală a pământului şi viteza luminii. (Aceasta reprezintă şi una dintre metodele prin care oamenii de ştiinţă au aflat că pământul se mişcă în jurul soarelui şi nu vice versa.)