Eötvös előbb számításokkal, később kísérletekkel is megállapította, hogy a Földhöz viszonyítva mozgásban levő testek súlya a Földön nyugvó testek súlyától különbözik. Ezt a változást akkor vette észre, amikor az óceánjáró hajókon végzett nehézségi erőmérések eredményeit tanulmányozta. A jelenség magyarázatát nyomban megértjük, ha a nehézségi erőt mint a Föld vonzó erejének és a forgásból származó röpítő erőnek eredőjét tekintjük.

A Föld vonzó ereje a Földhöz képest nyugvó és mozgó testekre ugyanakkora; a röpítő erőt azonban a kelet-nyugati irányú elmozdulás befolyásolja. Ha valamely test nyugatról kelet felé halad, akkor a Föld forgásával megegyező irányban mozog, ennélfogva a röpítő erő a Földön nyugvó testhez viszonyítva nagyobb, az eredő nehézségi erő pedig kisebb. Viszont a keletről nyugat felé haladó test a Föld forgásával ellenkező irányban mozog, ezért reá nézve a röpítő erő kisebb, az eredő nehézségi erő pedig nagyobb, mint a Földön nyugvó testre nézve. Összefoglalva a nyugatról kelet felé mozgó test súlya kisebb, a keletről nyugat felé mozgó test súlya nagyobb, mint a nyugvó test súlya. Ezt a jelenséget általánosan Eötvös-féle hatásnak nevezik.

Eötvös tanácsára az első világháború előtti években a Fekete-tengeren kelet-nyugati irányban mozgó hajókon nagy gonddal végeztek nehézségi erőméréseket és az Eötvös-féle hatást igazolták. Erre a célra még a cári orosz kormány bocsátott hadihajókat rendelkezésre. Eötvös egyszerű laboratóriumi eszközt szerkesztett ennek a hatásnak kísérleti igazolására. Érzékeny mérleget függőleges tengely körül egyenletesen forgatott. Amidőn forgás közben a mérleg karja észak-déli irányú, az egyik mérlegcsésze keletről nyugat felé, a másik pedig ugyanakkor nyugatról kelet felé mozdul el, s így a csészékre helyezett egyenlő tömegek súlyában eltérésnek kell mutatkoznia. Eötvös a mérlegnek ebből származó kibillenését ügyes fogással még meg is sokszorozta, és a jelenséget nagyobb hallgatóságnak is be tudta mutatni. Nyilvánvaló, hogy az Eötvös-féle hatás egyúttal a Föld forgásának is újabb bizonyítéka, s mint ilyen méltán sorakozik a Föld forgását bizonyító klasszikus kísérletek, pl. a Foucault-féle ingakísérlet mellé.

Az Eötvös-féle hatás a földrajzi szélességtől és a mozgó test sebességétől függ. Legnagyobb a hatás az egyenlítőn, onnét a sarkok felé egyre kisebbedik. Az Eötvös-féle hatás magyarázatából következik, hogy annál nagyobb, minél nagyobb a mozgó test sebessége. Nagyságrendjéről a következő adat nyújt tájékozást. Ha valamely 20 métermázsa súlyú gépkocsi 450 földrajzi szélességen 100 km óránkénti sebességgel halad nyugatról kelet felé, akkor súlya kb. 60 dekagrammsúllyal kisebb, mint nyugvó állapotban. Ha ugyancsak 45° földrajzi szélességen egy 5000 kg súlyú repülőgép halad nyugatról kelet felé 500 km óránkénti sebességgel, akkor súlya kb. 7.3 kg súllyal csökken; ha pedig 90 kg súlyú ember gyalogol Budapesten az Alkotmány-utcán az Országház felé és másodpercenként egy métert tesz meg, akkor testsúlya kb. egy grammsúllyal több, mint álló helyzetben.