Este efeito acontece quando uma fonte emissora de ondas se encontra em movimento em relação ao seu observador, em que existe uma variação na frequência detetada. O seu nome provém do nome do físico, austríaco Cristian Doppler. Este fenómeno observa-se, por exemplo, quando se escuta uma sirene que se aproxima ou afasta havendo uma alteração da frequência da onda sonora (tornando-se o som mais agudo ou mais grave, respetivamente) e, também, no chamado desvio para o vermelho (red shift) da luz proveniente das estrelas, provando que se estão a afastar.
O efeito Doppler é utilizado para medir a velocidade de objetos através da reflexão de ondas emitidas pelo próprio equipamento de medida, como por exemplo radares, baseados em radiofrequência, ou lasers, que utilizam frequências luminosas. É muito utilizado para medir a velocidade de automóveis, aviões, bolas de ténis e qualquer outro objeto que cause reflexão, como, na Mecânica dos fluidos e na Hidráulica, partículas sólidas dentro de um fluido em escoamento.