Foucaultovo nihalo je tako kot druga nihala sestavljeno iz uteži, ki visi na vrvi ali žici. Utež se dvigne, nato spusti in nihalo se niha naprej in nazaj v navpični ravnini, dokler ga trenje s pritrdilno točko zgoraj ali zrak, ki ga obdaja, ne upočasni. Nato nihalo, tako kot gugalnica, potrebuje še en pritisk, da ponovno zažene. Nekje pred sredino 19. stoletja je fizik Leon Foucault spoznal, da če bi lahko podaljšal čas nihanja nihala, preden se ustavi, in odstranil trenje iz njegove zgornje pritrditve, bi lahko videli, da se Zemlja vrti izpod njega, s čimer bi dokazal, da je Zemlja se vrti pod nebom in ne obratno.
Foucault je vedel, da daljša ko je žica pritrjena na utež, počasnejši bo zamah njegovega nihala. Zgornjo vrv je lahko pritrdil na skoraj brez trenja zatič, in če bi uporabil zelo veliko utež, bi nihalo zanihalo tako počasi, da bi se zdelo, da spremeni smer, ko se Zemlja premakne izpod njega. Pomanjkljivost je bila, da je bilo Foucaultovo nihalo največje nihalo, ki je bilo kdaj ustvarjeno, zato je Foucault potreboval zgradbo z zelo visokim stropom. Ponujen je bil Panteon, velikanski mavzolej s stebričastim vhodom in visokim kupolastim stropom, dom pa je imelo Foucaultovo nihalo.
Foucaultovo nihalo ne dokazuje le, da se Zemlja vrti okoli svoje osi, ampak kot žiroskop, prosto vrteči se stroj, ki ne spreminja smeri, razen če ga potisnemo, ponazarja prvi Newtonov zakon gibanja. Razlog, zakaj se Zemlja lahko premakne izpod nihala, je ta, da je nihalo vzpostavljeno v gibanju in ne bo spremenilo svojega gibanja, da bi ustrezalo gibanju Zemlje, razen če nanj deluje kakšna dodatna sila. Vendar je bil problem z demonstracijo. Foucaultovo nihalo v Panteonu v Parizu v Franciji je potrebovalo več kot trideset ur, da je doseglo prvotni položaj, več kot čas, potreben, da je Zemlja opravila eno rotacijo.
Preprosta enačba pove raziskovalcem, katera širina je potrebna, da je Foucaultovo nihalo najbolj učinkovito, enačba pa napoveduje, da se Zemlja na ekvatorju ne bo zavrtela izpod nihala. Če bi Leon Foucault opravil svoj poskus na ekvatorju, ne bi videl nobene spremembe v smeri nihala, le gibanje naprej in nazaj. Severni in južni pol sta tudi idealna mesta za eksperiment. Na severnem tečaju bi Foucaultovo nihalo, kot da bi bilo obešeno na zvezdo Severnico, omogočilo, da bi se Zemlja zavrtela izpod njega v natanko 24 urah. Na spletu so na voljo videoposnetki, ki ponazarjajo stopnjevanje gibanja Foucaultovega nihala med ekvatorjem in poli.
Danes je na tisoče Foucaultovih nihal shranjenih večinoma na univerzah in znanstvenih ustanovah po vsem svetu. Ta nihala ne bodo v nenehnem gibanju, saj se bo teža z izgubo energije dvigala na nižje in nižje ravni, dokler ne bo pokazala navzdol proti središču Zemlje in se ustavila. Za zagon nihala je bila prvotno uporabljena vrv za dvig teže do največje višine. Nato so vrv zažgali, tako da, ko je pregorela, nobene dodatne sile niso vplivale na gibanje nihala ob zagonu. Sodobna nihala običajno uporabljajo magnetne naprave za zagon in ohranjanje nihala v gibanju.