Zjawisko Dopplera polega na zmianie częstotliwości fali odbieranej przez obserwatora, gdy źródło fali porusza się względem niego.

W przypadku fal dźwiękowych, takich jak dźwięk syreny karetki, prędkość dźwięku w powietrzu jest porównywalna z prędkością poruszającej się karetki. To powoduje, że zmiana częstotliwości dźwięku (wysokości tonu), którą słyszy obserwator, jest wyraźna i łatwo zauważalna – dźwięk syreny staje się wyższy, gdy karetka się zbliża, i niższy, gdy się oddala.

Natomiast fale świetlne mają znacznie większą prędkość. Prędkość karetki jest zaniedbywalnie mała w porównaniu do prędkości światła, dlatego zmiana częstotliwości jest niewielka i niezauważalna gołym okiem. Do jej zmierzenia potrzebne są bardzo precyzyjne instrumenty pomiarowe, np. spektrometry.