En 1869, fue seleccionado para estudiar en la Academia Naval de Annapolis. Después de graduarse, fue profesor de física y química en la escuela.
De 1880 a 1882, se le permitió ir a Europa para realizar estudios de posgrado y estudió en la Universidad de Berlín, la Universidad de Heidelberg y el Collège de France.
1883Profesor de Física, Case College of Applied Science, Cleveland, Ohio.
En 1887, él y Edward Morley realizaron el famoso experimento de Michelson-Morley, que descartó la existencia del éter. Más tarde, recurrió al uso de la interferometría óptica astronómica para medir los diámetros de las estrellas y a la medición de espectrómetros binarios.
Del 65438 al 0889 se convirtió en profesor de física en la Universidad Clark de Worcester, Massachusetts, donde inició un ambicioso proyecto de metrología.
En 1892, fue nombrado profesor de física en la Universidad de Chicago y más tarde fue el primer presidente del departamento de física de la universidad, donde desarrolló su interés por la espectroscopia astronómica.
En 1907, Michelson se convirtió en el primer estadounidense en ganar el Premio Nobel de Física "por sus instrumentos ópticos de precisión y por los estudios espectroscópicos y metrológicos realizados con su ayuda". Ese mismo año recibió la Medalla Copley.
Se desempeñó como presidente de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia de 1910 a 1911.
Se desempeñó como presidente de la Academia Estadounidense de Ciencias de 1923 a 1927.
Murió de una hemorragia cerebral en 1931 en Pasadena, California, el 9 de mayo a la edad de 79 años.