運動している観測者から天体を見ると、光の速度が有限であるために、天体の方向が真の方向から観測者の運動方向にずれて見える。この現象を光行差といい、18世紀のイギリスの天文学者ブラッドレー（J. Bradley）により発見された。雨の中を歩く場合には傘を前方に傾ける必要があるように、天体からの光も実際に向かってくる方向とは違って見えるわけである。 観測者の速度を$v$、観測者が静止している場合の入射光方向をθ、運動している場合の入射光方向をθ'とすると、

$$\sin(\theta - \theta^\prime)= \frac{v}{c} \sin\theta^\prime $$

と書ける（図参照）。$v/c$は光行差の大きさを表し、光行差定数と呼ばれる。 光行差には地球の公転による年周光行差、地球の自転による日周光行差、太陽系全体の運動による永年光行差がある。年周光行差はおよそ20.5"程度、日周光行差はおよそ0.3"程度である。