1676年以前，人们普遍相信光的传播是不需要时间的。1676年，丹麦科学家O.C.罗默首先作出了光的传播需要时间的设想。1671年，罗默开始观测木星的卫星（木卫一）。他发现木星掩卫的时间（由木卫一躲到木星背对地球的一面开始到它再次出现在地球上可观测到的区域之间的时间间隔）并不是一个定值。当木星离地球较远时，掩卫过程所用的时间更长。1675年，法国的天文学家乔凡尼·多美尼科·卡西尼开始设想这种现象产生的原因可能是光的传播需要时间。然而，他在不久后就放弃了这个想法。
当时担任卡西尼的科学助手的罗默则没有放弃。他坚持假设光的速度是有限的，并计算出以光的速度，要穿越相当于地球公转轨道直径的距离需要22分钟的时间。以今天的数据来看，他的结果等价于说光的速度是214,000千米每小时（罗默当年对地球公转轨道的直径计算有误）。
但是直到18世纪上半叶，主流科学界才逐渐接受了光速有限的想法。1728年，英国天文学家詹姆斯·布拉德雷给出了另一种测量光速的方法，得出光的速度大约是301,000公里每秒。1838年，德国天文学家弗里德里希·威廉·贝塞尔首先使用“光年”一词，作为天文学测量上的单位。他测量出天鹅座61（现在也称为“贝塞尔星”）与地球之间的距离是10.3光年。
光由太阳到达地球需时约八分钟，即地球跟太阳的距离为八“光分”，这个距离也称为一个天文单位。
已知距离太阳系最近的恒星为半人马座比邻星，它相距4.22光年。
我们所处的星系可用于测量类星体的距离或宇宙大尺度构造如长城的长度。
