该原理通过理论推导和实验验证相结合的方式被证明的。从理论的角度来看，光速不变原理可以从麦克斯韦方程组推导出来。麦克斯韦方程组是描述电磁场的基本方程，由19世纪的物理学家詹姆斯麦克斯韦提出。通过这些方程，科学家们能够预测电磁波（包括光）的传播行为。在这些方程的基础上，如果能够证明光速是一个常数，那么光速不变原理就得到了理论上的支持。
实验上，迈克耳孙莫雷实验是最著名的验证光速不变原理的实验。该实验旨在检测地球相对于以太（当时假想的宇宙空间中的一种绝对静止的参考系）的运动是否会影响光速。然而，实验结果并未发现任何光速变化的现象，这直接支持了光速不变原理。
