Un pendul Foucault, ca și alte pendule, constă într-o greutate care atârnă de o frânghie sau sârmă. Se ridică greutatea, apoi se dă drumul, iar pendulul se balansează înainte și înapoi în plan vertical, până când frecarea cu punctul de atașare de deasupra sau aerul care îl înconjoară o încetinește. Apoi, pendulul, ca un leagăn, are nevoie de o altă împingere pentru a-l pune din nou în funcțiune. Cu ceva timp înainte de mijlocul secolului al XIX-lea, fizicianul Leon Foucault și-a dat seama că, dacă ar putea prelungi timpul de balansare a pendulului înainte ca acesta să se oprească și să îndepărteze frecarea atașării sale de deasupra, Pământul ar putea fi văzut rotindu-se de sub el, demonstrând astfel că era Pământul se rotește sub cer și nu invers.
Foucault știa că, cu cât firul atașat greutății era mai lung, cu atât oscilația pendulului său va fi mai lentă. Putea atașa frânghia de deasupra de un știft aproape fără frecare și, dacă folosea o greutate foarte mare, pendulul s-ar balansa atât de încet încât ar părea să-și schimbe direcția, pe măsură ce Pământul se mișca de sub el. Dezavantajul a fost că, deoarece pendulul Foucault a fost cel mai mare pendul creat vreodată, Foucault avea nevoie de o clădire cu un tavan foarte înalt. Panteonul, un mausoleu uriaș cu o intrare cu coloane și tavan înalt cu cupolă a fost oferit, iar pendulul Foucault avea o casă.
Pendulul Foucault nu doar dovedește că Pământul se rotește în jurul axei sale, dar ca un giroscop, o mașină care se rotește liber și care nu își schimbă direcția decât dacă este împins, ilustrează prima lege a mișcării a lui Newton. Motivul pentru care Pământul se poate deplasa de sub pendul este că pendulul este pus în mișcare și nu își va schimba mișcarea pentru a se potrivi cu cea a Pământului, cu excepția cazului în care o forță suplimentară acționează asupra lui pentru a face acest lucru. Totuși, a fost o problemă cu demonstrația. Pendulului Foucault de la Panteonul din Paris, Franța, a durat peste treizeci de ore pentru a ajunge în poziția inițială, mai mult decât timpul necesar Pământului pentru a finaliza o rotație.
O ecuație simplă le spune cercetătorilor latitudinea necesară pentru ca pendulul Foucault să fie cel mai eficient, iar ecuația prezice că, la ecuator, Pământul nu se va roti de sub pendul. Dacă Leon Foucault și-ar fi făcut experimentul la ecuator, nu ar fi văzut nicio schimbare în direcția pendulului, ci doar o mișcare înainte și înapoi. Polii Nord și Sud sunt, de asemenea, locuri ideale pentru experiment. La Polul Nord, ca și cum ar fi suspendat de Steaua Polară, pendulul Foucault ar permite Pământului să se rotească de sub el în exact 24 de ore. Videoclipurile sunt disponibile online pentru a ilustra gradațiile de mișcare ale pendulului Foucault între ecuator și poli.
Astăzi, există mii de pendule Foucault găzduite mai ales în universități și instituții științifice din întreaga lume. Aceste penduluri nu vor fi în mișcare perpetuă, deoarece, prin pierderea de energie, greutatea se va ridica la niveluri din ce în ce mai scăzute până când îndreaptă în jos spre centrul Pământului și se oprește. Pentru a porni pendulul, inițial, a fost folosită o frânghie pentru a ridica greutatea la o înălțime maximă. Coarda a fost apoi incendiată, astfel încât atunci când a ars, nicio forță suplimentară nu a afectat mișcarea pendulului la pornire. Pendulele moderne folosesc de obicei dispozitive magnetice pentru a porni și a menține pendulul în mișcare.