พิจารณาภาพที่ 1 เมื่อวัตถุเคลื่อนที่จากตำแหน่งที่ 1 ไปยังตำแหน่งที่ 4 ผู้สังเกตการณ์ที่อยู่ด้านซ้ายมือจะมองเห็นวัตถุมีความยาวคลื่นลดลง ขณะที่ผู้สังเกตที่อยู่ด้านขวามือจะมองเห็นวัตถุมีความยาวคลื่นเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตามปรากฏการณ์ดอปเปลอร์จะมีผลเฉพาะเมื่อวัตถุเคลื่อนที่เข้าและออกจากผู้สังเกตการณ์ในแนวสายตาเท่านั้น หากวัตถุเคลื่อนที่ในแนวตั้งฉากกับแนวสายตาของผู้สังเกตการณ์ จะไม่ส่งผลใดๆ ทั้งสิ้น
เราเรียกปรากฏการณ์ที่วัตถุเคลื่อนที่เข้าหาผู้สังเกตการณ์แล้วความยาวคลื่นลดลงว่า การเลื่อนทางน้ำเงิน (Blueshift) และเรียกปรากฏการณ์ที่วัตถุเคลื่อนที่ออกจากผู้สังเกตการณ์แล้วความยาวคลื่นเพิ่มขึ้นว่า การเลื่อนทางแดง (Redshift) คริสเตียน ด็อปเปลอร์ นักวิทยาศาสตร์ชาวออสเตรีย ได้ค้นพบหลักการนี้ในปี ค.ศ.1842 และเขียนเป็นสมการว่า
Δλ /λo = v/c
โดยที่ Δλ = ความยาวคลื่นที่เปลี่ยนแปลง
λo = ความยาวคลื่นขณะที่วัตถุหยุดอยู่กับที่
v = ความเร็วที่วัตถุเคลื่อนที่ในแนวสายตา (Radial velocity)
c = ความเร็วแสง 300,000 กิโลเมตร/วินาที
ตัวอย่างที่ 1: ปกติเส้น H-alpha เกิดขึ้นที่ความยาวคลื่น 656.255 nm แต่เส้น H-alpha ในสเปกตรัมของดาวเวกาอยู่ที่ความยาวคลื่น 656.255 nm อยากทราบว่าเกิดปรากฏการณ์เลื่อนทางแดงหรือเลื่อนทางน้ำเงิน ดาวเวกาเคลื่อนที่ในแนวสายตาด้วยความเร็วเท่าไร
Δλ = λ - λo = 656.255 - 656.285 = -0.030 nm
v = c (Δλ / λo) = 300,000 km/s (-0.03 nm / 656.286 nm) = -13.7 km/s
ผลลัพท์ที่ได้เป็นค่าลบ แสดงว่า ดาวเวกากำลังเคลื่อนที่เข้าหาโลกโดยมีความเร็วเรเดียน 13.7 km/s
นักดาราศาสตร์ใช้ปรากฏการณ์ดอปเลอร์ ศึกษาวัตถุในห้วงอวกาศได้หลายประการ ได้แก่
