Eine Konsequenz aus den beiden Postulaten lautet:
Es existiert kein Äther und kein absolutes Bezugssystem!
Nach den Galilei-Transformationen kann in der klassischen Mechanik nur eine unendlich große Geschwindigkeit in allen Bezugssystemen den gleichen Wert haben. Die Lichtgeschwindigkeit nimmt somit den Stellenwert einer solchen unendlich hohen Geschwindigkeit ein. Das bedeutet:
Kein Körper, keine Wirkung und kein Signal kann schneller sein als das Licht.
Die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit hat weitreichende Konsequenzen, die unsere Vorstellung von Raum und Zeit grundlegend verändern. Zum Beispiel folgt daraus die Relativität des Begriffs der Gleichzeitigkeit sowie die Relativität der Zeitdauer von Vorgängen.
Die Umrechnung der Koordinaten von einem Inertialsystem in ein anderes ist mit Hilfe der Galilei-Transformation möglich, solange die Geschwindigkeiten vernachlässigbar gegenüber der Lichtgeschwindigkeit sind. Für größere Geschwindigkeiten müssen diese Gleichungen jedoch modifiziert werden.
Die Lorentz-Transformation
Die Gleichungen, die es ermöglichen, die räumlichen und zeitlichen Koordinaten unter Berücksichtigung der Postulate der speziellen Relativitätstheorie von einem Inertialsystem in ein anderes umzurechnen, werden als Lorentz-Transformation bezeichnet.
Sie wurden erstmals von H. A. Lorentz aufgestellt und unabhängig davon von Einstein auf Grundlage seiner Relativitätstheorie abgeleitet.
Zur Herleitung der Lorentz-Transformation gehen wir wieder davon aus, dass sich ein Inertialsystem 
gegenüber einem System 
mit der Geschwindigkeit 
in positive x-Richtung bewegt:
Wir nehmen an, dass die Gleichungen der Transformation die Form
, 
, 
(1)
haben.
Wir modifizieren also die Gleichung der Galilei-Transformation mit einem noch unbekannten Faktor 
(“gamma”, für Geschwindigkeiten v << c, also nicht relativistisch, gilt: 
). Die Gleichungen für 
und 
bleiben unverändert.
Die Gleichungen für die umgekehrte Transformation müssen dieselbe Form haben, wenn durch – ersetzt wird.
Es muss also ebenfalls gelten:
. (2)
Verlässt nun ein Lichtimpuls zur Zeit 
den gemeinsamen Ursprung von und , so hat er zur Zeit 
eine Entfernung von 
oder 
entlang der x-Achse zurückgelegt.
Aus den Gleichungen (1) und (2) ergibt sich so
(3)
sowie
(4)
Setzt man 
aus Gleichung (4) in Gleichung (3) ein, so ergibt sich
Dividieren durch und Auflösen nach führt zu
Mit dem nun bekannten Faktor , der auch als Lorentz-Faktor bezeichnet wird, lässt sich die Beziehung zwischen und herleiten.
Dazu setzen wir Gleichung (1) [] in Gleichung (2) [] ein und erhalten:
Löst man diese Gleichung nach auf, so erhält man
Es ergibt sich also, dass die Zeiten und nicht identisch sind, sondern sich unterscheiden.
Insgesamt ergeben sich folgende Gleichungen für die Lorentz-Transformation:
