Parmi ses nombreux et riches clients, figure Leland Stanford, passionné par les chevaux de course, éleveur et entraîneur. C'est par ce personnage que Muybridge prend connaissance de la polémique sur le trot du cheval. À l'époque, en 1872, le physiologiste français Étienne-Jules Marey, également pionnier de la photographie, affirme qu'un cheval au galop voit ses jambes se décoller du sol, une vision vivement repoussée. Un prix est promis à celui qui résoudra le problème. Pour trancher la question, Muybridge va utiliser la photographie. Le 18 juin 1878, devant la presse convoquée, il dispose 12 appareils photographiques le long d'une piste équestre blanchie à la chaux. En les déclenchant à distance par le biais de fils tendus, il obtient les fameux clichés qui confirment la théorie de Marey. Le cheval utilisé pour ses expériences se nommait Occident. Le procédé photosensible utilisé par Muybridge était le collodion humide, qui permettait des temps de pose rapide mais devait être préparé quelques minutes avant d'être utilisé. Chaque appareil photographique se trouvait enfermé dans un petit laboratoire photographique où un opérateur était prêt à préparer le film lorsqu'il entendait un coup de sifflet1.

Homme montant des escaliers, (1884-1885)
Il s'intéresse dès lors au mouvement, animal et humain. Il met au point le zoopraxiscope, un projecteur qui recomposait le mouvement par la vision rapide et successive des phases du mouvement. La machine est réalisée dès 1879, puis présentée au public européen deux ans durant. Ses travaux le posent en précurseur du cinéma. La photographie oscille entre science et art, chose discutée dans les milieux intellectuels de l'époque. Muybridge appartient à cette génération qui utilise la photo comme témoignage scientifique sûr et objectif. En 1887 est édité son plus important ouvrage, Animal Locomotion, en 11 volumes qui contiennent 100 000 photographies prises entre 1872 et 1885. Il écume l'Amérique et l'Europe, puis meurt en 1904