파원(波源)에 대하여 상대속도를 가진 관측자에게 파동의 주파수가 파원에서 나온 수치와는 다르게 관측되는 현상. 1842년 C.J.도플러가 음향현상에 대하여 발견하였다. 예를 들면, 기차가 서로 다가올 때 상대 기차의 기적소리는 크게 들리고, 서로 멀어질 때의 기차의 기적소리는 낮게 들리는 것은 도플러효과에 의한 것이다. 도플러효과는 음파 이외의 파동에서도 볼 수 있는데, 이 효과에 의한 주파수의 관측값 변화는 파동의 전파속도와 파원에 대한 관측자의 상대속도에 의존하며, 파동속도에 대하여 파원과 관측자 사이의 상대속도가 아주 작은 경우에는 관측하기 어렵다. 그러나 전파속도가 큰 광파나 전파라도 그 파원이 매우 빠른 속도로 운동하는 경우, 예를 들면 대지속도(對地速度)가 큰 인공위성으로부터의 전파에서는 명백하게 나타난다. 또, 천체가 지구에 대하여 운동하고 있을 때는 이 효과로 인하여 빛의 스펙트럼에서 정규 위치로부터의 벗어남을 볼 수 있다.이 현상은 오래 전부터 천문학에서 별의 시선속도(視線速度)를 결정하는 기초로 사용되어 온 것으로, 특히 E.허블이 이것을 바탕으로 하여 성운(星雲)의 거리와 후퇴속도에 대한 관계를 발견하여 팽창우주를 관측적으로 시사한 것은 유명하다.