多普勒效应是波与运动物体作用时，反射波或散射波的频率会产生偏移，简称多普勒频移，多普勒频移的大小为，式中为波源和观测者的相对速度；为波源频率；为光速。根据波与运动物体作用时反射（或散射）波的频移，计算速度的大小和方向。所述的“波”既可以是机械波也可以是电磁波。

多普勒效应测速具有非接触、快速、直接测量等特点，仪器的输出响应为线性，测速精度高、测速范围大。适用于从微观原子、分子到宏观的机械零部件、整机装置乃至星系运动等对象的速度测量。

多普勒测速法应用极为广泛，测速所使用的波可以是机械波、普通电磁波或激光。测量仪包括超声波多普勒效应的水流速度测量仪、基于微波多普勒效应的车（或船）速度测量仪、基于激光多普勒效应的速度测量仪、基于分子原子光谱效应的速度测量仪等。