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L'appareil à miroir tournant de Foucault est constitué d'un miroir fixé sur un axe rotatif au centre et d'une arrivée d'air comprimé au sommet. Il repose sur un socle à quatre pieds en fonte.
Le miroir rotatif est mis en mouvement par l'arrivée d'air comprimé. L'air comprimé permet au miroir de tourner à 800 tours/seconde.
Une source envoie un rayon lumineux sur le miroir tournant qui le réfléchit vers un miroir fixe.
Ce dernier le renvoie ensuite au miroir tournant et ainsi de suite.
A la fin du parcours du rayon lumineux, deux raies lumineuses sont visibles sur le miroir fixe, ce qui prouve que la durée de l'aller-retour n'est pas nulle.
Le miroir a eu le temps de tourner selon un angle précis et la distance entre les deux raies est proportionnelle à cet angle.
La mesure de ces données permet de déterminer, par une formule mathématique simple et avec une précision remarquable, la vitesse de la lumière.
Cet appareil à miroir tournant de Foucault a servi à la démonstration de la mesure de la vitesse de la lumière à l'Institut de physique de Lille à la fin du XIXe et au début du XXe siècle.