Maß für die Größe des Doppler-Effekts in der Optik, \begin{eqnarray}z=\frac{{\lambda }_{2}-{\lambda }_{1}}{{\lambda }_{1}}.\end{eqnarray}

Wenn sich die Lichtquelle vom Beobachter wegbewegt, ist die Wellenlänge des Photons (= Lichtquants) bei der Emission (λ₁) kleiner als bei der Absorption (λ₂). Die Farbe Rot hat unter dem optisch sichtbaren Licht die größte Wellenlänge, woher sich die Bezeichnung erklärt.

Energetisch kann man dies wie folgt erklären: Die Energie eines Photons ist indirekt zu seiner Wellenlänge proportional, und je schneller sich die Lichtquelle vom Beobachter entfernt, desto mehr Energie verliert das Photon auf dem Weg zum Beobachter.

Als Folge des Äquivalenzprinzips der mathematischen Physik gibt es auch analog eine gravitative Rotverschiebung: Wird ein Photon in einem starken Gravitationsfeld emittiert, so verliert es auf dem Weg aus diesem Feld einen Teil seiner Energie, und wird gleichfalls in Richtung Rot verschoben.

Der Effekt ist nur bei Objektgeschwindigkeiten, die mit der Lichtgeschwindigkeit vergleichbar sind, meßbar. Beispiel: Die kosmologische Rotverschiebung ist ein Maß für die Expansion des Kosmos, und sie wird anhand der Rotverschiebung der Fraunhoferschen Linien im Spektrum ferner Galaxien gemessen.