当波源和观察者有相对运动时，观察者接受到波的频率与波源发出的频率并不相同的现象。
例如：
远方急驶过来的火车鸣笛声变得尖细（即频率变高，波长变短），而离我们而去的火车鸣笛声变得低沉（即频率变低，波长变长）
公式：
观察者（Observer）和发射源（Source）的频率关系为：
具有波动性的光也会出现这种效应，它又被称为多普勒-斐索效应。因为法国物理学家斐索（1819~1896年）于1848年独立地对来自恒星的波长偏移做了解释，指出了利用这种效应测量恒星相对速度的办法。光波频率的变化使人感觉到是颜色的变化。如果恒星远离我们而去，则光的谱线就向红光方向移动，称为红移；如果恒星朝向我们运动，光的谱线就向紫光方向移动，称为蓝移。
光波与声波的不同之处在于：光以光速C运行，这时需要考虑狭义相对论带来的效应。