Khi xem xét quang phổ thu được từ một thiên thể, các nhà thiên văn nhận thấy các vạch phổ trong vùng ánh sáng nhìn thấy bị dịch về phía ánh sáng đỏ, tức là bước sóng của bức xạ ứng với vạch phổ thu được lớn hơn bước sóng của bức xạ do thiên thể đó phát ra. Hiện tượng này được gọi là sự dịch chuyển đỏ. Vật lí thiên văn ứng dụng sự dịch chuyển đỏ rộng rãi trong việc xác định chuyển động của các thiên thể.

Hãy so sánh tần số của bức xạ thu được với tần số của bức xạ do thiên thể phát ra, từ đó cho biết, thiên thể này đang chuyển động như thế nào so với thiết bị thu?

Như đã nói ở trên, bước sóng của bức xạ ứng với vạch phổ thu được lớn hơn bước sóng của bức xạ do thiên thể đó phát ra, chứng tỏ thiên thể đang chuyển động ra xa so với thiết bị thu. Lí giải: dựa vào hiệu ứng Doppler có thể giải thích được điều đó, thiên thể đang chuyển động ra xa thì tần số sẽ giảm dần, nên bước sóng tăng dần. Chúng ta có thể lấy ví dụ về trường hợp chiếc xe tiến lại gần người đàn ông, tần số tăng dần, bước sóng giảm dần. Áp dụng vào trường hợp thiên thể thì thiên thể giống như chiếc xe và người phụ nữ giống như máy thu tín hiệu.