多普勒效应（Doppler effect），发光或发声物体的运动引起光的频率或声音的音调发生变化。多普勒效应在天文研究中十分重要，因为它以完全相同的方式作用于光和其他电磁辐射。一颗向你运动而来的恒星（或其他天体）发出的光，其光波被压短而在光谱中产生蓝移；而一颗离你而去的恒星发出的光，其波长被拉长而产生红移。
多普勒效应不能反映天体横过视线的运动有多快，但它确实能够给出天体在视线方向朝向或远离我们的速度的准确量度。若恒星的横向速度能够通过长期观测其在天空上的运动加以测定，就可以将它与多普勒速度相结合，而得出恒星在空间的真速度；这个方法对确定宇宙距离尺度是重要的。 通过多普勒效应的测量还能得出双星系统中的子星运动速度，由这些速度又能确定子星应该有多大质量才能维持在它们的轨道上；没有多普勒效应的测量，就不可能获得除太阳以外的任何恒星的质量。多普勒效应也用来测量星系的自转速度，以及星系团中的星系彼此之间的相对运动速度，这些测量揭示了宇宙中应该存在暗物质。
然而，星系的宇宙学红移却不能归因于多普勒效应，而是与宇宙膨胀相关联，因为它是由空间本身的伸展，而非星系在空间的运动所引起。
克里斯琴·多普勒（Doppler，Christian Johann）1842年预言的多普勒效应对声波的影响，是日常生活中常见的现象。当一辆警笛长鸣的急救车高速向你驶来，你听到的声调就比同一辆车子驶过你身旁高速离你而去时要高。这是因为，当车子朝你运动时，声波被车子的运动压缩（频率变高），而当车子离你而去时，声波被拉开（频率变低）。急救车经过你身旁时警笛声调的突然变化叫做“下降多普勒效应”。
多普勒效应指出，波在波源移向观察者接近时接收频率变高，而在波源远离观察者时接收频率变低。当观察者移动时也能得到同样的结论。但是由于缺少实验设备，多普勒当时没有用实验验证，几年后有人请一队小号手在平板车上演奏，再请训练有素的音乐家用耳朵来辨别音调的变化，以验证该效应。假设原有波源的波长为λ，波速为c，观察者移动速度为v： 当观察者走近波源时观察到的波源频率为反之则观察到的波源频率为一个常被使用的例子是火车的汽笛声，当火车接近观察者时，如果观察者远离波源，其汽鸣声会比平常更刺耳。你可以在火车经过时听出刺耳声的变化。同样的情况还有：警车的警报声和赛车的发动机声。 如果把声波视为有规律间隔发射的脉冲，可以想象若你每走一步，便发射了一个脉冲，那么在你之前的每一个脉冲都比你站立不动时更接近你自己。而在你后面的声源则比原来不动时远了一步。或者说，在你之前的脉冲频率比平常变高，而在你之后的脉冲频率比平常变低了。
产生原因：声源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，频率表示单位时间内完成的全振动的次数，因此波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数，而观察者听到的声音的音调，是由观察者接受到的频率，即单位时间接收到的完全波的个数决定的。当波源和观察者有相对运动时，观察者接收到的频率会改变．在单位时间内，观察者接收到的完全波的个数增多，即接收到的频率增大．同样的道理，当观察者远离波源，观察者在单位时间内接收到的完全波的个数减少，即接收到的频率减小。
多普勒效应不仅仅适用于声波，它也适用于所有类型的波，包括电磁波。科学家爱德文·哈勃（Edwin Hubble）使用多普勒效应得出宇宙正在膨胀的结论。他发现远离银河系的天体发射的光线频率变低，即移向光谱的红端，称为红移，天体离开银河系的速度越快红移越大，这说明这些天体在远离银河系。反之，如果天体正移向银河系，则光线会发生蓝移。
在移动通信中，当移动台移向基站时，频率变高，远离基站时，频率变低，所以我们在移动通信中要充分考虑多普勒效应。当然，由于日常生活中，我们移动速度的局限，不可能会带来十分大的频率偏移，但是这不可否认地会给移动通信带来影响，为了避免这种影响造成我们通信中的问题，我们不得不在技术上加以各种考虑。也加大了移动通信的复杂性。
在单色的情况下，我们的眼睛感知的颜色可以解释为光波振动的频率，或者解释为，在1秒钟内电磁场所交替为变化的次数。在可见区域，这种频率越低，就越趋向于红色，而频率越高的，就趋向于蓝，紫色。比如，由氦——氖激光所产生的鲜红色对应的频率为兹，而汞灯的紫色对应的频率则在兹以上。这个原则同样适用于声波：声音的高低的感觉对应于声音对耳朵的鼓膜施加压力的振动频率（高频声音尖厉，低频声音低沉）。
如果波源是固定不动的，不动的接收者所接收的波的振动与波源发射的波的节奏相同：发射频率等于接收频率。如果波源相对于接收者来说是移动的，比如相互远离，那么情况就不一样了。相对于接收者来说，波源产生的两个波峰之间的距离拉长了，因此两上波峰到达接收者所用的时间也变长了。那么到达接收者时频率降低，所感知的颜色向红色移动（如果波源向接收者靠近，情况则相反）。为了让读者对这个效应的影响大小有个概念，在显示了多普勒频移，近似给出了一个正在远离的光源在相对速度变化时所接收到的频率。例如，在上面提到的氦——氖激光的红色谱线，当波源的速度相当于光速的一半时，接收到的频率由兹下降到兹，这个数值大幅度地降移到红外线的频段。
