Interferômetro de Michelson é o tipo mais fundamental de interferômetro de dois feixes. Este aparelho foi construído inicialmente por Michelson, em 1881, para tentar comprovar a não existência do éter. Ele pode ser usado para medir comprimentos de onda com grande precisão.

No caso do interferômetro de Michelson, um feixe de luz atravessa um espelho semi-transparente. Este, por sua vez, faz com que o feixe incidente seja dividido em dois: uma parte da luz atravessa o divisor de feixe até o espelho a direita (Figura), é refletido de volta para o espelho semi-transparente e então refletido para o detector; a outra parte é refletida pelo espelho semi-transparente até o espelho acima (Figura), então é novamente refletida passando através do espelho semi-transparente até o detector.

Quando os dois componentes são recombinados, existe uma diferença de fase entre eles já que eles percorreram caminhos diferentes, e então eles interferem construtivamente ou destrutivamente dependendo do tamanho da diferença de caminho. Se os dois caminhos percorridos diferirem por um número inteiro de comprimento de onda (incluindo 0) ocorre uma interferência construtiva e um sinal forte no detector. Se eles diferirem por um número inteiro e meio (por exemplo 0,5, 1,5, 2,5 ...) ocorre uma interferência destrutiva e um sinal fraco.