Z akustiky je známý Dopplerův jev — pokud se k pozorovateli blíží zvukové vlnění a pozorovatel mu běží naproti, zachytí více vln a slyší vyšší frekvenci. Naopak, když před zvukem utíká, zachytí vln méně a slyší nižší frekvenci. Stejně to funguje, když je pozorovatel v klidu a pohybuje se zdroj zvuku, případně když se pohybují oba.
Stejné zákony platí i pro elektromagnetické záření a tedy i světlo. Spektrální čáry vzdálených hvězd jsou posunuty proti spektrálním čarám, které můžeme získat z výbojových trubic s plyny v laboratoři.
Lze odvodit, že pokud se od pozorovatele hvězda vzdaluje rychlostí \(v\), vlnová délka spektrálních čar \(\lambda\) se změní na \(\lambda‘\):
Tento jev nazýváme \textit{rudý posuv} spektrálních čar (protože se vlnová délka a tedy i barva posunuje směrem k červenému konci spektra).
Pokud k nám hvězda blíží rychlostí \(u\), naměříme vlnovou délku \(\lambda‘\):
Tento jev nazýváme \textit{modrý posuv}, protože se vlnové délky posunují směrem k modrému (fialovému) konci spektra.