O primeiro cientista a tentar medir essa velocidade foi Galileu Galilei, no século XV, mas a falta de tecnologia na época dificultou o resultado e ele acabou desistindo do experimento. Galileu tentou essa medição através de lanternas equipadas com obturadores que se abriam em momentos específicos, para medir o tempo que a luz demorava a atravessar um campo com vários quilômetros. Ele só concluiu que a luz era demasiado rápida para poder ser medida.

Essa descoberta de Rømer foi feita através da observação do planeta Júpiter, principalmente de uma de suas luas, a chamada Io. Rømer observou que Io se eclipsava a cada 28 horas com Júpiter, e num período definido da órbita terrestre, onde seu ponto de observação da Terra para Júpiter estaria comprometido pelo Sol (o Sol estaria “entre” a Terra e Júpiter impedindo a observação). Ele resolveu fazer uma previsão da hora e dia que seria possível ver o próximo eclipse de Io, assim que a Terra voltasse a uma posição favorável na órbita terrestre. No dia e hora marcados o telescópio foi apontado e constatou-se um atraso de apenas 17’ na ocorrência do eclipse. Após verificar seus cálculos, Rømer chegou à conclusão de que o atraso em sua previsão ocorreu pela diferença entre as distâncias da Terra a Júpiter nos dois pontos diferentes da órbita, ajudando a acumular dados sobre a velocidade da luz.