W szczególnej teorii względności istnieje teoretyczny przepis na konstruowanie układów inercjalnych. Wykorzystuje on wynik paradoksu bliźniąt, który mówi, że czas wolniej płynie w układach odniesienia poruszających się z przyspieszeniem. Zatem, gdybyśmy z Ziemi wystrzelili rakiety po wszystkich możliwych trajektoriach do pewnego punktu B, tak aby spotkały się w tym samym czasie względem punktu B, to załoga rakiety która najbardziej się zestarzeje podczas przelotu musiała poruszać się w układzie inercjalnym. Mając w ten sposób skonstruowany jeden układ inercjalny łatwo, korzystając z pierwszej zasady dynamiki, zbudować ich dowolną ilość, gdyż każdy obiekt spoczywający lub poruszający się ze stałą prędkością po prostej względem naszej inercjalnej rakiety będzie też układem inercjalnym.

W praktyce najlepszą znaną fizyczną realizacją idei układu inercjalnego jest mikrofalowe promieniowanie tła (MPT). Jest to gaz fotonów pochodzący z wczesnych etapów ewolucji Wszechświata i wypełniający go jednorodnie we wszystkich kierunkach. Prędkość względem średniej wypadkowej prędkości tego gazu można określić poprzez analizę poziomu anizotropii rozkładu MPT mierzonego przez obserwatora. Niejednorodność rozkładu wynika z efektu Dopplera  i przyjmuje formę rozkładu dipolowego. W kierunku ruchu MPT wydaje się być cieplejsze od średniej, a w przeciwnym zimniejsze.

Pojęcie układu inercjalnego jest kluczowe do zrozumienia mechaniki Newtonowskiej oraz teorii względności. Oprócz tego opis dynamiki upraszcza się w układach inercjalnych, gdyż nie występują tam siły pozorne. W przypadku MPT, badanie jego pierwotnych anizotropii, niezwiązanych z ruchem obserwatora, dostarcza nam ważnych informacji o ewolucji wczesnego Wszechświata i jest testem dla kosmologicznych modeli teoretycznych.