Muybridge kreeg van Leland Stanford, de gouverneur van Californië, de opdracht om via fotografie te achterhalen of een paard in galop helemaal loskomt van de grond. Via een ingewikkelde proefopstelling met twaalf snelle fototoestellen vond hij het antwoord: ja! Het was alleen anders dan men tot dan toe een paard had afgebeeld.
Met een eigen uitvinding, de zoopraxiscoop probeerde Muybridge nu de nageschilderde foto's te projecteren. Ook werkte hij aan een project getiteld 'Animal Locomotion' waarin hij de bewegingen van een hele reeks dieren via foto's kon analyseren. In 'The Human Figure in Motion' legde hij bewegingen van mensen door middel van reeksen kleine foto's vast in allerlei posities.
Muybridge was de eerste die foto's maakte waarbij de belichtingstijd maar een fractie van een seconde duurde. Tot dan toe was de belichtingstijd niet korter dan een paar seconden. Zo kon hij dus onbewogen foto's maken van het paard. Hij was ook de eerste die een mechanische snelwerkende sluiter gebruikt.
Tijdens zijn onderzoek voor de gouverneur van Californië vermoordde Muybridge de minnaar van zijn vrouw. Dankzij de juiste relaties verbleef hij slechts kort in de gevangenis en kon hij zijn onderzoekswerk snel hervatten.