驗(yàn)證狹義相對(duì)論的實(shí)驗(yàn)大體上分為六大類：

①相對(duì)性原理的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)

②光速不變?cè)淼膶?shí)驗(yàn)檢驗(yàn)

③時(shí)間膨脹實(shí)驗(yàn)

④緩慢運(yùn)動(dòng)媒質(zhì)的電磁現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)

⑤相對(duì)論力學(xué)實(shí)驗(yàn)

⑥光子靜止質(zhì)量上限的實(shí)驗(yàn)

關(guān)于相對(duì)性原理的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，電動(dòng)力學(xué)和光學(xué)的很多例子，特別是運(yùn)動(dòng)物體的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，都是很有說服力的，不再贅述，著重說明其余五大類的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。

光速不變性的實(shí)驗(yàn)

首先，同光速不變?cè)碛嘘P(guān)的大量實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明，真空中光速同光源的運(yùn)動(dòng)速度和慣性運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)。定量的測(cè)量表明，真空中平均回路光速с是一個(gè)常數(shù)，約為每秒30萬千米(с的精確測(cè)量值見基本物理常數(shù))。這類實(shí)驗(yàn)中，最著名的是邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)是在相對(duì)論出現(xiàn)之前很久的1881年首先由A.邁克耳孫完成的。1887年邁克耳孫和E.莫雷又用干涉儀以更高的精度重新做了觀測(cè)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的是測(cè)量地球相對(duì)于以太的運(yùn)動(dòng)速度。但實(shí)驗(yàn)結(jié)果同以太論的預(yù)言相矛盾。狹義相對(duì)論建立之后，這個(gè)實(shí)驗(yàn)就被看成是光速不變?cè)砗酮M義相對(duì)性原理以及否定以太論的重要實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。還要說明一點(diǎn)，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)(包括邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn))并沒有證明光速是否同方向無關(guān)。引入光速同方向無關(guān)的假定是為了定義不同地點(diǎn)的事件的同時(shí)性，在沒有其他方法確定這種同時(shí)性之前，光速是否同方向無關(guān)是無法用實(shí)驗(yàn)判斷的。

多普勒頻移觀測(cè)

多普勒頻移的觀測(cè)，最高精度已達(dá)到0.5%;對(duì)介子壽命的觀測(cè)，精度約達(dá)0.4%;用原子鐘做的實(shí)驗(yàn)精度較低，約10%。這些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果都同相對(duì)論的預(yù)言符合。

時(shí)間膨脹實(shí)驗(yàn)

在原子鐘環(huán)球航行的實(shí)驗(yàn)中，雖然飛機(jī)速度遠(yuǎn)小于光速，但由于測(cè)量精度很高，仍然觀測(cè)到了時(shí)間膨脹的相對(duì)論效應(yīng)。

運(yùn)動(dòng)介質(zhì)電磁現(xiàn)象

觀測(cè)運(yùn)動(dòng)介質(zhì)對(duì)光速影響的實(shí)驗(yàn)主要是斐索類型的實(shí)驗(yàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)最初是A.斐索在1851年完成的，證明了運(yùn)動(dòng)介質(zhì)中的光速同靜止介質(zhì)中的光速不同，而且其差異和愛因斯坦速度相加公式的預(yù)言相符。通常把這種現(xiàn)象稱為“斐索效應(yīng)”。近年來做的這類實(shí)驗(yàn)中，運(yùn)動(dòng)介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)方向包括了同光線方向垂直或成布儒斯特角等各種情況，其結(jié)果也都同狹義相對(duì)論速度相加公式的預(yù)言相符。

相對(duì)論力學(xué)實(shí)驗(yàn)

包括質(zhì)速關(guān)系(慣性質(zhì)量隨物體運(yùn)動(dòng)速度的變化)和質(zhì)能關(guān)系(即E=mс2關(guān)系)。質(zhì)速關(guān)系是用電子和質(zhì)子做的，事實(shí)上各種高能質(zhì)子加速器和電子加速器的設(shè)計(jì)建造都驗(yàn)證了質(zhì)速關(guān)系。質(zhì)能關(guān)系主要是通過核反應(yīng)來進(jìn)行檢驗(yàn)，精度達(dá)到了百萬分之三十五。荷電粒子的電磁偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)、回旋加速器的運(yùn)轉(zhuǎn)、高速粒子飛行時(shí)間的測(cè)量、原子光譜精細(xì)結(jié)構(gòu)分裂的解釋等都為質(zhì)速關(guān)系提供了證據(jù)。原子能發(fā)電、原子彈和氫彈的實(shí)現(xiàn)都以質(zhì)能關(guān)系為理論基礎(chǔ)。

光子靜質(zhì)量實(shí)驗(yàn)

有關(guān)電子靜止質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)都沒有觀察到光子有靜質(zhì)量，因此只給出了光子靜質(zhì)量的上限。對(duì)庫(kù)侖定律的檢驗(yàn)給出的上限是1.6×10-47克，根據(jù)銀河系旋臂磁場(chǎng)范圍對(duì)光子靜質(zhì)量上限做的估計(jì)約為10-59克。

除了上述六類主要的實(shí)驗(yàn)外，還有其他形式的實(shí)驗(yàn)。所有這些實(shí)驗(yàn)都沒有觀察到同狹義相對(duì)論有什么矛盾。此外，狹義相對(duì)論在相對(duì)論性量子力學(xué)、量子場(chǎng)論、粒子物理學(xué)、天文學(xué)、天體物理學(xué)、相對(duì)論性熱力學(xué)和相對(duì)論性統(tǒng)計(jì)力學(xué)等領(lǐng)域中的成功應(yīng)用，也都為它的正確性提供了豐富的證據(jù)。

雖然狹義相對(duì)論在理論的邏輯結(jié)構(gòu)和形式上是很優(yōu)美的，在實(shí)驗(yàn)上已有了非常牢固的基礎(chǔ)，但人們?nèi)詫?duì)它不斷深入進(jìn)行研究：理論方面，探討它在新領(lǐng)域中的應(yīng)用;實(shí)驗(yàn)方面，使用新的觀測(cè)方法和提高了測(cè)量精度的方法，更精密地檢驗(yàn)它的正確性。此外還有不少實(shí)驗(yàn)試圖觀察超光速現(xiàn)象，但并沒有得到令人信服的結(jié)果。