當波源和觀察者存在相對運動，可發現觀察者所接收到的頻率和波源不同，常見於汽車以快速鳴笛接近觀察者，鳴笛聲明頻率顯變高，遠離則頻率減少，這現象也存在於光，電磁波。

法國物理學家斐索 於1848年指出恆星朝我們移動其光譜會向藍光方向移動(藍移)，如果恆星遠離我們則光譜朝紅光移動(紅移)，藉由此現象我們可得知恆星遠離或接近我們的速度，此外測速雷達也是應用此原理。

藉由此簡單的數學關係可定量的描述觀測者和波源的頻率關係

f' 觀察者接收到頻率

f 為波源發射頻率

v₀為觀察者行進速度

v_s為發射源行進速度  

分子和分母中的上行運算為接近，下行運算為遠離，必須注意的是此公式適用於波源速度小於波速，當波源速度和波速一樣時，波源會和波前同步，若波源速度大於波速，則波前會和波源前進方向程一角度即

這些例子可在快艇所形成的波，或者超音速飛機所造成的錐形震波，下圖分別顯示波前在波源和波速之不同比值下的情形，其動畫可參考

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1.維基百科：法國物理學家斐索、都普勒效應。

2.普物實驗：都普勒效應。

3.普物演示廳：都普勒效應。