1676年，丹麦天文学家罗默第一次提出了成功的光速测量方法。他在观测木星的一号卫星的隐食周期时发现：在一年的不同时期，它们的周期有所不同；在地球处于太阳和木星之间时的周期与太阳处于地球和木星之间时的周期相差14～15天。他认为这种现象是由于光具有有限速度造成的，而且他还推断出光跨越地球轨道所需要的时间是22分钟。1676年9月，罗默预言11月9日上午5点25分45秒发生的木星的卫星食将推迟10分钟。巴黎天文台的科学家们怀着将信将疑的态度，观测最终证实了罗默的预言。
罗默的理论没有马上被法国科学院接受，但得到了著名科学家惠更斯的赞同。惠更斯根据他提出的数据和地球的半径第一次计算出了光的传播速度：214000千米/秒。虽然这个数值与目前测得的最精确的数据相差甚远，但他启发了惠更斯对波动说的研究；更重要的是这个结果的缺陷不在于方法的错误，只是源于罗默对光跨越地球的时间的推测误差，现代用罗默的方法经过各种校正后得出的结果是298000千米/秒，很接近于实验室用其他方法所测定的精确数值。
1725年，英国天文学家布莱德雷发现了恒星的 “光行差”现象，以意外的方式证实了罗默的理论。刚开始时，他无法解释这一现象，直到1728年，当他坐船时受到风向与船航向间相对关系的启发，认识到光的传播速度与地球公转间也会引起类似的 “光行差”现象。于是，他用地球公转的速度与光速的比例估算出了太阳光到达地球需要8分13秒。这个数值较罗默法测定的要精确一些。布莱德雷测定值证明了罗默有关光速有限性的说法。
有趣的是，在莎士比亚发表 《罗密欧与朱丽叶》79年后，也就是于1676年，罗默才利用木星的卫星食的天文观测现象，第一次确定了光速的有限性，并定出c＝225000千米/秒。这里不妨把罗默的方法，从科学思辨的观点较详细地介绍一下。
自古以来，人们就渴望以某种实验来直接确定光的传播是否需要时间？罗默通过对木卫一的观测比较发现了一种巧妙的方法：他认为光线跑过地球直径的长度 （约12000千米）不需要1秒钟。如图所示，其中A为太阳，B为木星，C为进入木星阴影的木卫一，而在经过一段时间后，木卫一又从D处跑出木星的阴影，E，F，G，H，L，K为在地球绕日运行的公转轨道上，木星与地球间的几个典型距离。当地球位于L附近时，刚好看见木卫一在D点复现，即从木影中跑出。假定经过约42.5小时，即木卫一运转一圈后，地球到达K点，木卫一又回到轨道上的D点。显然，如果光线传递速度不是无穷大，那么它穿过LK这段空间距离，是需要一定时间的；因此，在K点看见木卫一在D点将晚于地球如果仍停留在L点处看到的时刻。因此，由观测它的复现而求得的该卫星的周期会延长一段时间，这段时间等于光线通过LK所需的时间。另一方面，在FG侧，逐渐接近木星的地球迎着光线而来，木卫一接连食始的时刻会出现提前，其时间间隔的数量跟L侧木卫一复现时刻所推迟时间间隔的数量相同。
罗默利用木星卫星食测量光速
木卫一绕木星的公转周期约为42.5小时，在L侧与FG侧间木星和地球的距离至少变化210个地球直径，因此，罗默认为，如果光线穿过一个地球直径需1秒钟的话，则通过FG或LK都需要3分半钟，这将造成在FG处观测和在LK处观测木卫一两次运转周期之间有约1/8小时之差，然而罗默最初并没有观测到明显的差别。
不过罗默相信，绝不可由此认为光线传播完全不需要时间，在经过更严密的考察以后，发现在木卫一运转一圈中无明显的差别，在取若干圈的总和来考虑就变得很显著了。如在F那边观测40圈就很明显地感到短于在另一边观测40圈。对于整个距离HE为日地距离的两倍，当时认为光线传递这段距离约需22分钟。现在更精确的观测值为16分38秒。
大约又过了173年，也就是在1849年菲索才首次用物理学的方法测得有限的光速，并得出c＝315300千米/秒。
后来，法国科学家傅科又设计了旋转镜法。
此法由英国科学家惠斯通于1834年首先提出，而1860年傅科第一次用它，装置如后图所示。从缝状光源S发出的光，经过半透明的平板M3后被透镜L成像于凹面反射镜M2的表面上，光在其间受到轴线通过C点的转镜M1的反射。此M1的C点处于凹球面镜M2的中心，这为的是使从M1反射到M2上的光容易反射回到M1上来，如果M2采用平面镜，则只有当M1与M2相互作一定的取向时，即当反射光束的轴垂直于M2时，才能发生上一情况。由M2和M1反射回的光，经过透镜L和半透明板M3而会聚于S′点。当平面镜M1绕C轴而高速旋转时，在光从M1到M2再从M2到M1的时间内，M1将转过一个小角α，而由M1反射回到L的光线与原光线的方向间将构成2α角。于是透镜L使光束会聚于S″点。此S′点与S″点的间隔为Δs它可通过α和l计算出。这里的l为透镜L到像面S′S″的距离。
傅科测量光速的装置原理图
若ω为M1的角速度，则转过的小角可以通过时差Δt算出。其中Δt是光在M1M2间往返一次所需的时间，以L表示M1到M2的距离，直接测量ω，L，l，和Δs即可求得光速c。
傅科用M1M2等于20米的装置，以能准确到0.005毫米的测微目镜，测得位移Δs为0.7毫米，结果c＝2.98×108米/秒。
这些方法本质上仍是伽利略方法的改进，只不过是用反射镜来取代人工的 “举灯”，而用均匀的高齿数齿轮的旋转来准确地分割更小的时间间隔，实现了对光速的高精度测量。
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