Dokładne wytłumaczenie podaje dopiero mechanika relatywistyczna.
Ten wzór pozwolił Bradleyowi na oszacowanie prędkości światła w próżni na 301 000 km/s (we współczesnych jednostkach). Ta metoda mierzy jednokierunkową prędkość światła, a nie – jak większość innych – średnią prędkość odbitego światła w dwóch kierunkach.
Relatywistyczna interpretacja zjawiska aberracji Aberracja światła, podobnie jak poprzeczny efekt Dopplera, jest poprawnie tłumaczona przez szczególną teorię względności. Zakładając, że ruch Ziemi odbywa się prostopadle do kierunku rozchodzenia się fali świetlnej z gwiazdy, stanowiąc układ nieruchome źródło – ruchomy obserwator. Gwiazda wysyła fale o częstotliwości które zgodnie z relatywistycznym efektem Dopplera są odbierane przez obserwatora na Ziemi jako fale o większej częstotliwości. Zgodnie z relatywistyczną transformacją kąta, kąt obserwacji fali w układzie spoczywającym:
gdzie:
– kąt w układzie poruszającym się.
Stosując relatywistyczną transformację kąta, traktując Ziemię jako układ spoczywający, a gwiazdę za obiekt poruszający się, dla aberracji światła uzyskujemy w pełni poprawny wzór na kąt aberracji: