Relativna hitrost se nanaša na hitrost in smer predmeta glede na neko drugo referenco. Za relativno hitrost ni standardne reference; vendar so nekatere reference, na primer tla, veliko bolj priročne kot druge. Zaradi tega načela je mogoče opisati isti objekt, kot da ima več različnih hitrosti, vsaka z različnim referenčnim okvirjem. Hitrost svetlobe pa v tem smislu ni relativna hitrost.
Običajno morajo biti vse hitrosti relativne glede na nek inercialni referenčni okvir. Enako primeren je vsak referenčni okvir v prostoru, ki se ne pospešuje. Površina Zemlje je dober približek za inercialni referenčni okvir, kadar zadevne razdalje niso prevelike. To je zato, ker se zdi, da so majhne površine ravne in nepremične; to pomeni, da se zdi, da predmeti mirujejo, ko se premikajo z enako hitrostjo kot tla. Ko postanejo razdalje prevelike, ni več smiselno navajati hitrosti glede na tla – zaradi vrtenja Zemlje se različni deli zemeljske oble premikajo v različnih smereh.
Na primer, razume se, da je hitrost 70 milj (112.7 km) na uro na avtocesti glede na “stacionarno” podlago. To je zato, ker se površina Zemlje vrti okoli svojega jedra, Zemlja pa potuje okoli sonca. Sam Osončje se vrti okoli središča galaksije Rimska cesta itd. Zato je hitrost uporabna le, če je relativna glede na nek referenčni okvir. Omejitev hitrosti na avtocesti je pravzaprav relativna omejitev hitrosti.
Danski astronom Ole Christensen Rømer je prvič izmeril svetlobno hitrost leta 1676. Primerjal je čas, potreben za potovanje svetlobe z Jupitrove lune Io, ko je bila Zemlja na različnih razdaljah od nje. Ko je bila Zemlja dlje od Jupitra, je trajalo opazno dlje, da je svetloba prispela. Vendar Rømer ne ve, da se svetloba ne obnaša tako kot običajna snov. Hitrost svetlobe in vseh elektromagnetnih sevanj je konstantna, ne glede na to, kdo jo opazuje.
Leta 1905 je nemški fizik Albert Einstein predlagal teorijo, da gibanje opazovalca ne vpliva na hitrost svetlobe. Ta preboj je služil kot osnova za teorijo posebne relativnosti. Njegove posledice, čeprav niso običajno opazne v vsakdanjem življenju, so daljnosežne na področju fizike. V bistvu načelo pomeni, da hitrost svetlobe ni relativna hitrost v prejšnjem pomenu. Namesto tega je čas sam odvisen od gibanja opazovalca.