“以太”一词是英文Ether或Aether的音译。古希腊人以其泛指青天或上层大气。在亚里士多德看来，物质元素除了水、火、气、土之外，还有一种居于天空上层的以太。在科学史上，它起初带有一种神秘色彩。后来人们逐渐增加其内涵，使它成为某些历史时期物理学家赖以思考的假想物质。

借用古希腊以太观念，17世纪时，法国哲学家R.笛卡儿建立了以太旋涡说。他以此解释太阳系内各行星的运动。笛卡儿的以太观念，既有助于推翻亚里士多德体系，又为后来物理学发展提供了一幅可供想象的空间媒介物。荷兰C.惠更斯和英国R.胡克提倡光的波动说，他们都假定空间具有无所不在的以太，以此作为波动媒介。这时期的以太便称为“发光以太”或“光以太”。I.牛顿虽然在光学上提倡射流说（微粒说），但他也借助以太的稀疏和压缩来解释光反射和折射，甚至假想以太是造成引力作用的可能原因。整个17世纪是发光以太的重要历史时期。

18世纪，波动说被放弃，微粒说占据上风。同时，万有引力被认为是超距作用的。整个18世纪，人们以为空间是空虚的。以太观念处于沉寂时期。

19世纪，以太观念真正展现威力。1825年前后，英国T.杨和法国A.-J.菲涅耳提出光的波动说理论，以波动说成功地解释了干涉、衍射、双折射、偏振，甚至光的直线传播现象。鉴于光的波动说需要传播光的媒介，因此，19世纪大多数物理学家相信以太的存在。1817年，菲涅耳进一步假定，以太静止在自由空间和不透明物体中；同时推导出，在透明物体内，以太以小于透明体运动速度的一定比率（此比率与透明体物质的折射率相关，并被称为菲涅耳系数）而运动。菲涅耳的推论被法国物理学家A.H.L.斐索在1815年的实验所证实。菲索在这实验中测量了光在水流中的速度，得出水中的以太只是部分被拖曳而慢速前进。其拖曳系数与菲涅耳的推导一致。但在空气中，以太被大多数物理学家看作是静止的。

随着光的波动说的顺利发展，以太及其力学性质的假定也给物理学带来诸多负担。因为杨和菲涅耳假定光是横波，这就必然要求有一种弹性固体的以太。但是，它的存在又如何对天体的运动毫无阻碍呢？英国G.G.斯托克斯和开尔文又提出，以太就像鞋匠的擦线蜡。它既可能发生振动（如激烈打击之下），又塑性地允许重物穿过它缓慢运动。不同颜色的光有不同的频率，当它们穿过透明体时折射率也不同，于是菲涅耳和菲索的拖曳系数也不同。这样有多少种频率的光在透明体内就会有多少种不同的以太。

纵使如此，以太的观念毕竟助波动说获得了成功。其后，以太在电磁学中也获得了地位。

1831年，M.法拉第关于电磁感应实验的成功，促使他建立了电磁力线的概念，并以此概念解释电、磁及其彼此感应的作用，后来，他又提出了电场、磁场和力线场的概念，放弃以太观念，但其间他也曾怀疑光以太是否为力线的荷载物。

19世纪60年代，J.C.麦克斯韦借用以太观念成功地将法拉第的电磁力线表述为一组数学方程式。它被人们称为麦克斯韦方程组。在导出这方程组时，麦克斯韦曾提出，磁感应强度就是以太速度；以太绕磁力线转动形成带电涡元；甚至将他的位移电流概念从绝缘体推广到以太范围。人们将麦克斯韦的以太称为电磁以太。从麦克斯韦方程组中可以导出，电磁扰动的传播速度与已知的光速在实验误差范围内是一致的。因此，麦克斯韦又指出，“光就是产生电磁现象的媒质（以太）的横振动”，传播电磁与传播光“只不过是同一种介质而已”。这样，麦克斯韦在统一光和电磁现象的同时也统一了发光以太和电磁以太。1888年，H.R.赫兹以实验证明电磁扰动的传播及其速度，也即发现电磁波的真实存在。这个事实曾一度被人们理解为证实以太存在的决定性实验。

尽管麦克斯韦在电磁理论上取得了很大进展，但他和赫兹等人试图将电磁理论推广到运动物质上并未成功，因为这理论的一个难题是物质本身并不会衰变为以太。

19世纪90年代H.A.洛伦兹提出了电子的概念。他将物质的电磁性质归之为物质中同原子相关的电子的效应，至于物质中的以太则同真空中以太在密度和弹性方面并无区别。他还假定，以太是静止的，不参与任何运动。洛伦兹依据他的电子论也推导出菲涅耳关于运动物质中的光速公式，并且根据束缚电子的强迫振动可以推出折射率随频率的变化，从而解决了菲涅耳理论所遇到的困难，即不同频率的光应有不同的以太。这样，在19世纪结束之前，所有的物理似乎都可以简化为以太的物理。

当麦克斯韦试图用力学以太模型解释“场论”，当人们深入思考麦克斯韦方程组时，问题还是出现了。由麦克斯韦方程组推出的光波与电磁波的常定传播速度，究竟是相对于哪一个参照系而言的？从麦克斯韦的电磁理论看，以太是测定光速的绝对参照系。整个麦克斯韦方程组只对于绝对静止的以太参照系才是成立的。事实上，以太在这里成了牛顿力学中物化了的绝对空间。那么，是否可以测定以太的绝对运动？以太会否随地球运动而漂移？1887年，A.A.迈克耳孙和E.W.莫雷以高精度的实验却没有发现任何以太漂移。此后其他一些实验也得到同样的结果。于是以太失去了它作为绝对参照系的特质。这个结果被称为19～20世纪之交物理学天空上的第一朵乌云。突破以太观念与实验不合的唯一办法就是放弃以太。它作为可供思考的假想物质的功用已经发挥到了极点。

在19世纪末20世纪初，虽然还有些科学家努力拯救以太，但在1905年A.爱因斯坦建立狭义相对论之后，它终于被物理学家所抛弃。爱因斯坦在《论动体的电动力学》一文的前言中说：“‘光以太’的引用将被证明是多余的。”人们从此接受了电磁场本身就是物质存在的一种形式的概念，而场可以在真空中以波的形式传播。随后量子力学的建立使人们认识到粒子与波实为一个硬币的两面。那种仅仅把波动理解为某种媒介物质的力学振动的狭隘观点已完全被冲破。

在相对论建立之后，无论发光以太还是电磁以太都被排除了。但现代物理学的空间观念中仍然保留了某些和以太相似的看法。例如，不存在超距作用；真空不可视为空无一物，而应当看作是许多能量作用的场所。