En pratique, le phénomène d'aberration peut être observé pour les étoiles. On observe un mouvement elliptique apparent de celles-ci au cours d'une année. Ce phénomène est dû à la vitesse relative de la Terre sur son orbite par rapport aux étoiles, et donc aux rayons lumineux qui en proviennent. Il ne dépend pas de la distance de l'étoile à la Terre, mais seulement de l'angle entre sa direction et le plan de l'écliptique (plan de l'orbite terrestre autour du soleil). Il ne doit pas être confondu avec la parallaxe qui est due à un effet de perspective, sensible seulement pour les étoiles assez proches. En outre, les deux phénomènes n'ont pas le même ordre de grandeur, environ 20 secondes d'arc pour l'aberration, contre une seconde d'arc pour la parallaxe des étoiles les plus proches, moins pour les plus éloignées. C'est d'ailleurs cette différence d'ordre de grandeur qui permit la découverte de l'aberration des étoiles, près d'un siècle avant celle de leur parallaxe. Du fait de la rotation de la Terre, il existe également un phénomène d'aberration diurne, d'autant plus prononcé que l'observateur est situé proche de l'Équateur. L'amplitude de ce phénomène est cependant bien plus faible, de l'ordre d'une fraction de seconde d'arc.Le phénomène d'aberration a apporté la première confirmation scientifique au modèle copernicien7. Il a permis également de montrer que la vitesse de la lumière émise par toutes les étoiles était la même, ne dépendait ni de l'étoile, ni de sa luminosité (mais seulement de sa direction par rapport au plan de l'écliptique). Ainsi il a été possible d'estimer plus précisément cette vitesse, de manière cohérente avec la première estimation faite par Rømer une cinquantaine d'années auparavant. À l'époque, les incertitudes sur la taille du système solaire ne permettaient pas de connaître avec précision la taille de l'orbite de la Terre et par suite sa vitesse de déplacement le long de son orbite, ce qui empêchait une mesure précise de la vitesse de la lumière.Une conséquence surprenante du phénomène d'aberration est qu'un observateur fortement accéléré atteignant une vitesse proche de celle de la lumière verrait la quasi-totalité des objets situés devant lui projetés vers une direction apparente très proche de la direction vers laquelle il se dirige, lui donnant l'impression erronée qu'il est en train de s'éloigner de la direction vers laquelle il se déplace. Ce phénomène permettrait ainsi à un observateur au mouvement très rapide de voir vers l'avant des objets en fait situés derrière lui.
