Sebuah bandul Foucault, seperti bandul lainnya, terdiri dari berat tergantung dari tali atau kawat. Beban diangkat, lalu dilepaskan, dan pendulum berayun maju mundur pada bidang vertikal, hingga gesekan dengan titik penempelan di atasnya, atau udara di sekitarnya, memperlambatnya. Kemudian pendulum, seperti ayunan, membutuhkan dorongan lagi untuk membuatnya bergerak lagi. Beberapa saat sebelum pertengahan abad ke-19, fisikawan Leon Foucault menyadari bahwa jika ia dapat memperpanjang waktu ayunan pendulum sebelum berhenti dan menghilangkan gesekan dari ikatannya di atas, Bumi dapat terlihat berotasi dari bawahnya, dengan demikian menunjukkan bahwa itu bumi berputar di bawah langit dan bukan sebaliknya.
Foucault tahu bahwa semakin panjang kawat yang menempel pada beban, semakin lambat ayunan pendulumnya. Dia bisa menempelkan tali di atas ke pin yang hampir tanpa gesekan, dan jika dia menggunakan beban yang sangat besar, pendulum akan berayun sangat lambat sehingga akan tampak berubah arah, saat Bumi bergerak keluar dari bawahnya. Kekurangannya adalah karena bandul Foucault merupakan bandul terbesar yang pernah dibuat, maka Foucault membutuhkan bangunan dengan langit-langit yang sangat tinggi. Pantheon, mausoleum raksasa dengan pintu masuk berbentuk kolom dan langit-langit berkubah tinggi ditawarkan, dan bandul Foucault memiliki rumah.
Pendulum Foucault tidak hanya membuktikan bahwa Bumi berputar pada porosnya, tetapi seperti giroskop, mesin yang berputar bebas yang tidak berubah arah kecuali didorong, ini menggambarkan hukum gerak pertama Newton. Alasan Bumi dapat bergerak keluar dari bawah pendulum adalah karena pendulum bergerak dan tidak akan mengubah gerakannya untuk menyamai gerakan Bumi, kecuali jika ada gaya tambahan yang bekerja padanya untuk melakukannya. Namun, ada masalah dengan demonstrasi itu. Pendulum Foucault di Pantheon di Paris, Prancis membutuhkan waktu lebih dari tiga puluh jam untuk mencapai posisi semula, lebih dari waktu yang dibutuhkan Bumi untuk menyelesaikan satu putaran.
Persamaan sederhana memberi tahu para peneliti garis lintang yang diperlukan agar pendulum Foucault menjadi paling efektif, dan persamaan tersebut memprediksi bahwa, di khatulistiwa, Bumi tidak akan berotasi dari bawah pendulum. Jika Leon Foucault melakukan eksperimennya di ekuator, dia tidak akan melihat perubahan arah pendulum, hanya gerakan bolak-balik. Kutub Utara dan Selatan juga merupakan tempat yang ideal untuk percobaan. Di Kutub Utara, seolah-olah tergantung dari Bintang Utara, pendulum Foucault akan memungkinkan Bumi berotasi dari bawahnya tepat dalam 24 jam. Video tersedia online untuk mengilustrasikan gradasi gerakan bandul Foucault antara ekuator dan kutub.
Saat ini, ada ribuan pendulum Foucault yang sebagian besar ditempatkan di universitas dan lembaga ilmiah di seluruh dunia. Bandul ini tidak akan bergerak terus-menerus, karena melalui hilangnya energi, berat akan naik ke tingkat yang lebih rendah dan lebih rendah sampai menunjuk ke bawah ke pusat bumi dan berhenti. Untuk memulai pendulum, pada awalnya, tali digunakan untuk mengangkat beban hingga ketinggian maksimum. Tali tersebut kemudian dibakar, sehingga ketika terbakar, tidak ada gaya tambahan yang mempengaruhi gerakan pendulum saat start. Pendulum modern biasanya menggunakan perangkat magnetik untuk memulai dan menjaga agar pendulum tetap bergerak.