광원과 관측자의 상대속도에 따라 파장이나 진동수가 다르게 측정되는 현상으로 관측자에게서 멀어지는 광원이 내는 빛의 파장은 늘어나 적색 쪽으로 편향되는 적색편이(red shift)가 일어나고, 접근하면서 빛을 내는 경우에는 푸른색 쪽으로 편향되는 청색편이(blue shift)가 일어난다. 그런데 은하가 내는 빛의 적색편이 정도는 그 은하까지의 거리에 비례한다는 것이 발견되어 (허블 법칙) 적색편이를 측정하면 그 별까지의 거리를 알 수 있다.