Isaac Newton, dans ses Principia publiés en 1687, part d'un espace et d'un temps mathématiquement absolus2,3,4. Le fait que ces deux entités soient considérées comme absolues n'implique pas que le repère choisi pour y localiser les événements soit unique : ainsi, l'origine du temps peut être choisie de façon arbitraire. Celle de l'espace est définie de façon arbitraire à l'origine du temps, mais de plus, elle peut se déplacer par un mouvement uniforme avec le temps. Et ainsi, sa théorie prévoit aussi le principe de relativité au sens de Galilée, selon lequel tous les observateurs qui se déplacent uniformément l'un par rapport à l'autre ne peuvent pas définir leurs mouvements de façon absolue. Leur façon de voir sont donc toutes aussi justifiées, et soumises aux transformations de Galilée qui font passer d'un point de vue à l'autre. Il n'existe aucun système de référence privilégié pour tel ou tel observateur. À la fin du xixe siècle, divers physiciens soulignent que cela peut conduire à envisager une multiplicité d'« espaces absolus » – par exemple Ludwig Lange introduit en 1885 le concept opératoire de référentiel inertiel. Ernst Mach ne trouve pas que le caractère absolu de l’espace et du temps soient suffisamment fondés d'un point de vue phénoménologico-empirique5.
Pour l’électrodynamique, l'équivalent de l’« espace absolu » de la mécanique est l'« éther ». Ce concept repose sur l'hypothèse, jamais remise en question jusqu'au début du xxe siècle, que des ondes nécessitent pour leur propagation un milieu : comme le son a besoin de l'air, la lumière a besoin de l’éther, que l’on se représente comme une espèce de matière. James Clerk Maxwell formule cette condition de telle sorte que tous les phénomènes optiques et électriques se développent dans un seul milieu. Sous ces conditions, la vitesse de la lumière donnée par les équations de Maxwell est celle relative à l’éther. À la suite de l'hypothèse largement admise à l'époque que l'éther est au repos, et qu'il