从理论上说，光速不变可以由两个不同的原理得出，一是麦克斯韦方程组联解得出光速不变，即c^2=1/(εμ)，光波的速度由真空介电常数与磁导率决定；二是相对性原理的成立说明光速不变。 一中对应的物理现象是双星现象，光源的运动对光速没有影响，同时对于光源来说产生多普勒效应；二中对应的物理现象是迈克尔逊莫雷现象，光源的运动对光速没有影响，同时对于光源来说不产生多普勒效应。这是两种不同的光速不变。
