Скорость, с которой распространяются световые колебания в вакууме, не зависит ни от движения источника волн, ни от инерциальной системы отсчета наблюдателя. Эта инвариантность скорости света была постулирована Эйнштейном в 1905 году, после того как Максвелл выдвинул свою теорию об электромагнетизме и после отсутствия доказательств существования светоносного эфира; с тех пор она неизменно подтверждается многими экспериментами.
Возможно экспериментально проверить, что скорость света при распространении «туда» и «обратно» (например, от источника к зеркалу и обратно) является независимой от системы отсчета, так как невозможно измерить скорость света при его движении в одну сторону (к примеру, от источника к удаленному детектору) без какого-либо условия о том, что часы на источнике и детекторе должны быть синхронизированы. Однако, приняв синхронизацию Эйнштейна для часов, односторонняя скорость света становится равной двухсторонней скоростью света по определению. Специальная теория относительности исследует последствия этой инвариантности с и предполагает, что законы физики одинаковы во всех инерциальных системах отсчета. Одним из следствий является то, что с - это скорость, с которой все безмассовые частицы и волны, в том числе свет, должны перемещаться в вакууме.
Специальная теория относительности имеет много нелогичных, но экспериментально проверенных следствий. К ним относятся эквивалентность массы и энергии (E = mc2), сокращение длины (движущиеся объекты короче покоящихся), и замедление времени (движущиеся часы идут медленнее). Коэффициент γ, который определяет уменьшение и увеличение, известен как коэффициент Лоренца и равен γ = (1 - v2/c2) ^-1/2, где v - скорость объекта. Отличие γ от 1 незначительно для скоростей гораздо более меньших, чем с, например, для большинства повседневных скоростей - в этом случае специальная теория относительности тесно связана с относительностью Галилея, но увеличивается при релятивистских скоростях и стремится к бесконечности при стремлении v к с.
Результаты специальной теории относительности могут быть обобщены трактовкой пространства и времени, как единой структуры, известной как временное пространство (с с относящейся к единицам пространства и времени), в которой требуется, чтобы физические теории удовлетворяли специальной симметрии инвариантности Лоренца, чья математическая формулировка содержит параметр с.
Инвариантность Лоренца является почти универсальным предположением для современных физических теорий, таких как квантовая электродинамика, квантовая хромодинамика, стандартная модель физики элементарных частиц, а также общая теория относительности. Таким образом, параметр с в современной физике повсеместно появляется в различных контекстах, которые не связаны со светом. Например, общая теория относительности гласит, что с - это также скорость гравитации и гравитационных волн. В неинерциальных системах отсчета (гравитационно искривленном пространстве или ускоренных системах отсчета), локальная скорость света постоянна и равна с, но со скоростью света вдоль траектории конечной длины может отличаться от с в зависимости от того, как определены расстояние и время.
