Su mayor contribución a la física fue el experimento hecho en colaboración con Albert Michelson, para verificar la existencia del éter.Era hijo de Anna Clarissa Treat y del reverendo Sardis Brewster Morley.Durante su infancia tuvo muy mala salud, por lo que fue educado por su padre en su hogar hasta los 19 años de edad.Casi al mismo tiempo, fue nombrado profesor de química en la Universidad Western Reserve (entonces situada en Hudson (Ohio) y más tarde se trasladó a Cleveland y obtuvo una plaza de docente en la Case Western Reserve University, donde permaneció hasta su retiro en 1906.Sin embargo, otros científicos llegaron a la conclusión de que no existía el éter.Morley también colaboró con Dayton Miller en experimentos positivos sobre el éter después de su trabajo con Michelson.En el Western Reserve College, Morley se dedicó a enseñar no solo química, sino también geología y botánica, lo que le dejó poco tiempo para la investigación.Sin embargo, encontró tiempo durante los primeros diez años en Hudson para publicar cinco artículos, sobre todo sobre la exactitud de las mediciones.Su trabajo sobre el peso atómico del oxígeno abarcó un período de once años.
