说到光⾏差，很多⼈可能觉得它很简单，但其实并不简单。在⼈们对光速的认识以及狭义相对论的建⽴的过程中，它产⽣了⾮常重要的作⽤。所以，光⾏差所涉及的那些事⾮常值得深⼊学习⼀下。
为了便于理解，我们从⼀件司空⻅惯的事讲起。很多⼈有这样的⽣活经验，在⾬中打伞骑⻋或快步时，为了避免湿身，伞应该往前倾斜⼀点，就像这样。这涉及⼀个简单但深刻的物理问题。说简单，⼤概⼀说你就懂。
说深刻，因为它涉及经典⼒学中速度的相对性问题，其基础是经典⼒学的时空变换假设——伽利略变换。在地⾯参考系中，⾬滴速度向下，⽽在运动的⼈看来，⾬滴速度斜向后⽅。这个规律的数学表示为：如果已知⾬滴相对地⾯的速度，⼜测得⾬滴相对⼈的速度与地⾯对⼈的速度之间的夹⻆，那么就可推算出⾬滴的速度。
如果把⾬换成声⾳，设声⾳从正上⽅传下来，相对空⽓为固定定值，⼈往东以⽔平速度运动，那么同样的，⼈将感受到声⾳的速度也为斜向后。不过，从⾬滴到声⾳，这个跨度还是有点⼤的！因为前者是是做弹道运动的物体，⽽后者是波！波本身不是物体，只是⼀种振动状态的传播。所以，你可能会怀疑上述⾬滴运动的相对性对波是否也成⽴？当然是成⽴的，这可通过平⾯波来说明。
假设平⾯波沿竖直⽅向传播，⽽你沿⽔平⽅向相对介质运动，既然波上的某个部分——例如波峰相对介质沿竖直⽅向运动，那么在你看来，那些波峰⼜多了⼀个沿⽔平⽅向的分速度，其速度⽅向变斜了。所以，当你盯着某个波峰看时，你将发现它⾛过⼀条斜线，⽽这个线就是所谓的波速的⽅向，也就是波线！既然波线倾斜了，那与之垂直的⾯——波⾯也倾斜了。因此，整个波在运动的你看来，就像整体转了⼀个⻆度啦！
历史上，对光本质的认识有两派主要观点，以⽜顿为代表的⼈⽀持微粒说，⽽以罗伯特·胡克和克⾥斯蒂安·惠更斯为代表的⼈则⽀持波动说。如果认为光是运动的弹道粒⼦，那么只要按照上述⾬滴的图像，就⾃然⽽然的知道，当观察者相对恒星运动，且运动速度在沿他与恒星的连线的垂直⽅向有分量时，他会看到恒星光的⽅向发⽣偏转。如果认为光是波，那么情况稍微要复杂⼀点。
因为必须先为光找到⼀种介质，否则就⽆法解释光速，⽽且观察者的运动也不知是相对谁⽽⾔。为了解释光波的传播机制，波动学说认为宇宙中存在⼀种看不⻅的介质，正是它赋予了光的波速。这种物质叫以太，它与光的关系就像空⽓与声⾳的关系。
总之，⽆论认为光是微粒还是波动，理论上讲，横向运动的观察者都会看到光线的⽅向发⽣偏转。下⾯根据以太的波动观点，给出这个偏转⻆的计算公式。
由速度的相对性，光波相对于地球的速度等于光波相对于以太的速度与以太相对于地球的速度之和。当恒星在正上⽅时，光相对于以太竖直向下，这对应如下⽮量三⻆形。当恒星不在正上⽅时，以太中的光速是斜向下的，情况稍微复杂⼀点。设以太中的光速与地⾯夹⻆为，地球上看到的光速与地⾯夹⻆为，上述速度的⽮量三⻆形为。在以太中光速⼤⼩为c，设以太相对于地球的速度⼤⼩为，根据⼏何关系可知。
再根据三⻆关系可知，这个⻆度就是光被以太⻛吹偏的⻆度。由于的存在，我们抬头看星星时，看到的不是它本身，⽽是它的⼀个虚像。
这种由于观察者的运动导致看到恒星位置发⽣偏离的现象叫恒星像差或恒星光⾏差，观察者看到的光速相对以太中的光速的偏⻆就是所谓的光⾏差⻆。注意，恒星像差与恒星光⾏差本质上是⼀个意思，但⼆者侧重强调的意思不同，前者强调“恒星的虚像偏离真实位置”，⽽光⾏差强调“恒星的光偏离本来的⽅向”。
上⾯这个光⾏差⻆的理论表达式虽然是精确的，但并不常⽤，因为直接观察的⻆是地球上看到的恒星光的倾⻆⽽⾮恒星真实的倾⻆。那么能否⽤来表示光⾏差⻆呢？由三⻆知识可知，当⾮常⼩时，，⽽可近似看作⻓为的弧对半径张开的⻆，故。虽然它看起来与上⾯⽤表示的公式在形式上⼀样，但注意：它是近似值！由于恒星的光⾏差⻆实际上⾮常⼩，所以此式精确度很⾼，故它成为光⾏差⻆的常⽤公式。
历史上，英国物理学家詹姆斯·布拉德利是第⼀个研究并解释光⾏差现象的⼈。布拉德利的⼯作开始于1725年，他原本要观测恒星视差。恒星视差指的是，当从不同的位置观看时，恒星位置或⽅向看起来会有所不同，通常⽤地球公转轨道半径对恒星张开的⻆度作为视差。可⻅，恒星视差与恒星像差虽仅⼀字之差，含义不同。
但有⼀点相同，它们都可以证明地球绕太阳公转的事实，即作为哥⽩尼的⽇⼼说的证据，⽽这也是布拉德利最初的研究⽬标之⼀。
布拉德利特意选择了⼀颗名叫γ-Draconis的⼆等星。它位于北纬51°29'，⽽伦敦位于北纬51°30'，所以，当它刚好扫过⼦午线时，正好位于伦敦的正天顶。布拉德利委托⼈设计了⼀台精密的望远镜，它属于天顶望远镜，望远镜的主体是⼀根24.5英尺⻓的光学管，通过烟囱穿过屋顶。
布拉德利将望远镜安装在伦敦⻄南⼀个叫Kew的地⽅的⼀栋房⼦的内墙上，这⾥离格林威治天⽂台不远，笔者仔细查得这个地⽅的经度为-0.297954，⼏乎就是本初⼦午线的位置。
布拉德利得到的γ-Dra的光⾏差⻆为20.2″。此后，通过观察不同的恒星在经线和纬线⽅向的偏离，世界各地的天⽂学家得到了更多的恒星的光⾏差⻆，发现这些值⼏乎是⼀致的。这个是很好理解的，因为这些恒星有⼀个共性——它们离地球都⾮常遥远且都位于观测地的天顶位置，所以它们都服从光⾏差⻆的简化公式。⽬前，恒星的年光⾏差⻆的精确值是20.49552″，对沿经线和纬线的光⾏差⻆都适⽤。
布拉德利提出，他只关注恒星在南北向的偏离，如果同时也关注恒星在东⻄向的偏离，那么观测将会变得复杂很多。他相信，若考虑所有⽅向的偏离，恒星的虚像将会在天顶划过⼀条闭合曲线——确切的说是⼀个圆。你可能会问：为什么包括布拉德利本⼈的绝⼤多数⼈，都只关⼼γ-Dra南北向⽽不管东⻄向的偏离？
因为地球是绕南北向的地轴转动的，所以，只有当恒星刚好位于当地⼦午线上⽅⼀个很⼩的范围内时，它才算是位于天顶位置，⽽这个时刻是可以根据计算恒星⽇与太阳⽇的差来预计，这为观测γ-Dra的光⾏差现象提供了⼀个准确的时间窗⼝。
布拉德利测得γ-Dra向南和向北的最⼤偏离⻆度都为20.2″，它就是γ-Dra的光线的偏离⻆度，换算成度制为0.00561°，布拉德利根据他所知道的地球公转轨道半径和⼀年所含的秒数，计算得到地球公转的平均速度，代⼊计算得光速的值为301,000 km/s。这个值与光速的标准值299,792.458 km/s的误差在0.4%范围内，⾜⻅布拉德利的光⾏差理论是可靠的，测量的精度也是⽐较⾼的。
如果⽤光速的标准值，考虑到地球公转速度的平均值约为29.79km/s，则可知⾮常接近万分之⼀，它叫做光⾏差常数，是光⾏差⻆的正切值。