牛顿力学的成功使越来越多的人接受哥白尼的日心体系，但令人烦恼的是，日心地动学说所必然要求的恒星周年视差总也没有被观测到。有些著名的观测天文学家如老卡西尼，直到1712年临死前都不同意哥白尼的学说，原因也是未观测到恒星周年视差。整个18世纪，观测天文学都在致力于发现这个至关重要的视差。
布拉德雷出生于英国格洛斯特郡的舍博恩，早年就读于牛津大学，受其天文学家叔父的影响，对天文学产生了浓厚的兴趣。由于其卓越的数学才能深受牛顿和哈雷赏识，1718年被选入皇家学会。1721年，布拉德雷当上了牛津大学的天文学教授。
布拉德雷的早期理想也是观测恒星周年视差。按照哥白尼的日心体系，地球每年绕太阳公转一周，地球上的观察者必定可以看到较近的恒星相对于较远的恒星背景有一个周期性的位移，位移的方向与地球轨道的向径相平行。1725年，布拉德雷利用一台212英尺长的望远镜发现了恒星位移。观测结果表明，通过格林尼治天顶的天龙座Υ星每年有约20弧秒的微小周期性位移。但奇怪的是，该位移的方向并不像预想的那样与地球轨道向径平行，而是垂直，相差90°。
布拉德雷想不通这是怎么一回事。到了1728年，有一天他在泰晤士河上划船，发现船上的旗帜飘动的方向不仅取决于风向，还取决于船前进的方向，这启发他解开了那奇怪的位移之谜。他称那个20弧秒的位移为光行差。
道理其实很简单，在一个完全没有风的下雨天，人们由于走动，就必须将伞稍微向前倾斜一定的角度才能将雨完全挡住。这个角度只取决于雨的下落速度和人的步行速度。由于地球在运动，而光速又是有限的，本来垂直于地球运动方向的星光在望远镜中看来与垂直方向有一个小小的倾角。正是这个倾角导致了一年之中恒星的视位移，而位移的方向恰好与地球轨道的径向垂直。
根据光行差的大小，布拉德雷可以重新计算光速。17世纪时，丹麦天文学家罗伊默曾经提出依据木卫食推算光速的方法。1676年，他推算出光跨越地球公转轨道直径的时间是22分钟。1678年，惠更斯据此计算出光的速度是214000千米/秒。这次布拉德雷可以得出更准确的数值，结果表明罗伊默的光速值基本上是准的。光行差的发现不仅证明了地球是运动的，还提供了测量光速的另一种方法。
布拉德雷虽然没有发现恒星周年视差，但证明地球在运动的目的已经达到。由于恒星遥远得出人意料，恒星周年视差又过了100年才被发现。
为了观测光行差，布拉德雷系统细致地给整个星空定位。在这一过程中，他还发现恒星的赤纬除光行差外还有一处微小的变化。这个变化显然是地球自转轴有微小的周期性移动所致，他称之为地球的章动。1732年，他提出章动的原因是月球对地球各处引力不平衡造成地轴摆动。为了进一步研究章动问题，布拉德雷将自己的恒星观测精确到了2弧秒。在这样的精度内还没有发现恒星周年视差，足见恒星是相当遥远的。1748年，布拉德雷公布了自己多年来对恒星的观测资料，系统分析了光行差和章动现象。为此皇家学会授予他柯普利奖章。
1733年，布拉德雷测量了木星的直径，发现比地球直径大得多。1742年，哈雷去世，布拉德雷被任命为格林尼治天文台第三任台长。据说，当国王准备给他提高薪水时，他拒绝了这一好意。他说，皇家天文学家的薪水太高必导致许多投机钻营者觊觎，反而使真正的天文学家得不到这一职位。
