En Foucault-pendel består liksom andra pendlar av en vikt som hänger i ett rep eller en vajer. Vikten lyfts, släpps sedan och pendeln svänger fram och tillbaka i vertikalplanet, tills friktionen med fästpunkten ovanför, eller luften som omger den, bromsar den. Då behöver pendeln, som en gunga, ytterligare en knuff för att få igång den igen. Någon gång före mitten av 19-talet insåg fysikern Leon Foucault att om han kunde förlänga tiden en pendel svänger innan den stannar och ta bort friktionen från dess fäste ovanför, kunde jorden ses rotera ut under den, vilket visar att det var jorden roterar under himlen och inte tvärtom.
Foucault visste att ju längre vajern var fäst vid vikten, desto långsammare skulle pendelns svänga. Han kunde fästa repet ovanför en nästan friktionsfri tapp, och om han använde en mycket stor vikt skulle pendeln svänga så långsamt att den verkar ändra riktning när jorden rörde sig ut under den. Nackdelen var att eftersom Foucault-pendeln var den största pendeln som någonsin skapats, behövde Foucault en byggnad med mycket högt i tak. Pantheon, ett gigantiskt mausoleum med en pelare ingång och högt kupoltak erbjöds, och Foucault-pendeln hade ett hem.
Foucault-pendeln bevisar inte bara att jorden roterar kring sin axel, utan som ett gyroskop, en fritt roterande maskin som inte ändrar riktning om den inte trycks, illustrerar den Newtons första rörelselag. Anledningen till att jorden kan röra sig ut under pendeln är att pendeln sätts i rörelse och kommer inte att ändra sin rörelse för att matcha jordens, om inte någon ytterligare kraft verkar på den för att göra det. Det var dock ett problem med demonstrationen. Foucault-pendeln vid Pantheon i Paris, Frankrike tog över trettio timmar att nå sin ursprungliga position, mer än den tid som krävdes för jorden att fullborda en rotation.
En enkel ekvation talar om för forskarna vilken latitud som krävs för att Foucault-pendeln ska vara mest effektiv, och ekvationen förutspår att jorden vid ekvatorn inte kommer att rotera ut under pendeln. Om Leon Foucault hade gjort sitt experiment vid ekvatorn skulle han inte ha sett någon förändring i pendelns riktning, bara en rörelse fram och tillbaka. Nord- och Sydpolen är också idealiska platser för experimentet. På Nordpolen, som om den hängde från Polstjärnan, skulle Foucault-pendeln tillåta jorden att rotera ut under den på exakt 24 timmar. Videor finns tillgängliga online för att illustrera rörelsegradationerna för Foucaults pendel mellan ekvatorn och polerna.
Idag finns det tusentals Foucault-pendlar inhysta mestadels på universitet och vetenskapliga institutioner över hela världen. Dessa pendlar kommer inte att vara i evig rörelse, eftersom vikten genom förlust av energi kommer att stiga till lägre och lägre nivåer tills den pekar nedåt mot jordens mitt och stannar. För att starta pendeln användes ursprungligen ett rep för att lyfta vikten till maximal höjd. Repet sattes sedan i brand, så att när det brann igenom, påverkade inga ytterligare krafter pendelns rörelse vid start. Moderna pendel använder vanligtvis magnetiska enheter för att starta och hålla pendeln i rörelse.