Albert Einstein podkreślił potem wagę tego eksperymentu dla swojej teorii.
Opis eksperymentu mały|lewo|500px|Schemat ideowy eksperymentu Fizeau thumb|Bardzo uproszczona idea eksperymentu thumb|Schemat układu optycznego eksperymentu
By wyeliminować różnice wynikające z przechodzenia promieni światła przez ośrodki różniące się np. temperaturą, Fizeau skonstruował układ optyczny, w którym wiązka światła rozdzielana jest na dwa promienie, które biegną przez płynącą w rurkach wodę tymi samymi drogami, jeden zgodnie z kierunkiem płynięcia wody, a drugi przeciwnie.
Promień światła ze źródła S′ jest odbijany przez dzielnik wiązki G i formowany w równoległą wiązkę przez soczewkę na końcu cylindra L. Po przejściu przez szczeliny O1 i O2 dwa promienie światła biegną przez rury A1 i A2, w których płynie woda zgodnie z kierunkami wskazanymi przez strzałki. Promienie odbijają się od lustra m w punkcie skupienia soczewki cylindra L′, zatem jeden z nich zawsze biegnie w tę samą stronę, co strumień wody, a drugi w przeciwną. Po przejściu w tę i z powrotem oba promienie łączą się w punkcie S, gdzie tworzą prążki interferencyjne, które można obserwować przez okular.