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光速不变原理及其常量数值的确定具有非凡的意义。光速是测量距离和时间的基础，是我们了解宇宙演化和结构的重要手段，对我们理解宇宙的本质和演化有着深远的意义和影响。
首先，光速使我们对宇宙空间大小的确定有了一个确切的描述方式。在天文学中，光年是一个用于测量宇宙范围内距离的单位，它表示光在宇宙真空中沿直线经过一年时间所传播的距离，1光年等9.4607×10 12 km。通过测量光从星际空间穿越到地球所需的时间，科学家可以计算出星际物体距离地球的准确距离。
光速还帮助人类对长度量度的标准做出了最精准的定义。“米”是国际单位制中表示长度的基本单位，米的最初定义是由1791年法国国民代表大会确定的，当时确定了1米等于地球子午线1/4长度的一千万分之一，并在1799年根据度量子午线弧长的结果用铂制成了作为长度基准的米原器。随后米原器经过数次改进，但最终由于其既不方便又不准确，在1960年召开的第11届国际计量大会上被废除。随着真空中光速的值成为固定不变的常数，1975年第15届国际计量大会提出，米的定义可以通过光速表示，并认为光速值保持不变对天文学和大地测量具有重要意义。1983年第17届国际计量大会将米定义为光在真空中，在1/299792458秒时间间隔内所行进路径的长度。
其次，基于光速的稳定性，科学家可以使用脉冲星作为计时标准，推测出地球和太阳系的精确位置，进行空间卫星的自主导航，为我们的深空探寻提供了明确的方向。
脉冲星是一种中子星，其自转具有高度稳定性，被誉为自然界最稳定的天文时钟。宇宙深空的定位需要参照物，脉冲星可发射特定频率和强度稳定的信号波，射电望远镜可通过捕捉不同脉冲星的信号特性来确定其在宇宙空间的位置。被誉为“中国天眼”的我国500米口径球面射电望远镜（FAST）目前已发现800余颗新脉冲星，为我们研究宇宙大尺度物理学、探索宇宙起源和演化提供了极具意义的资料和证据。
最后，光速不变原理的提出奠定了新时空观的理论基础。爱因斯坦将洛伦兹变换和光速不变原理作为狭义相对论的基础，把时间和空间紧密地联系在一起，颠覆了人们心目中时间、空间彼此独立和割裂的传统观念，在根本上解决了以前物理学只限于惯性系数的问题，从逻辑上给出了合理的安排，提出了科学而系统的时空观和物质观，从而使物理学在逻辑上成为完美的科学体系。