Mitä tahansa liikettä kohti liikkumatonta tarkkailijaa tai siitä poispäin kutsutaan säteittäiseksi nopeudeksi, ja minkä tahansa kohteen liike määräytyy sekä nopeuden että suunnan mukaan. Kohteen suunnan määrittämiseksi tarkkailijan viitekehyksen on kuitenkin oltava tiedossa. Normaalissa kolmiulotteisessa tilassa tarkkailijalla on kiinteä viitekehys, jossa mikä tahansa määrä esineitä liikkuu kohti tai poispäin hänen sijainnistaan.
Enimmäkseen pyöreillä kiertoradoilla olevilla planeetoilla on pieni säteittäinen nopeus auringon suhteen, mutta kiinteille tarkkailijoille aurinkokunnan ulkopuolella tällainen planeetta muuttaa liikettä kohti niitä ja pois niistä koko kiertorata. Planeetalla nähdään olevan kaksi säteittäistä enimmäisnopeutta: yksi positiivinen, kun planeetta siirtyy pois tarkkailijasta auringonsa kaukaisimmalle puolelle ja toinen negatiivinen, kun planeetta siirtyy auringonsa takaa kohti tarkkailijaa. Kun tähtitieteilijät käyttävät teleskooppeja kiertävien kappaleiden järjestelmien havaitsemiseen, tiedot tunnistetaan sähkömagneettiseksi energiaksi. Teleskooppien vastaanottamat energia -aallot ovat erilaisia riippuen siitä, liikkuuko kiertoradalla oleva kohde kohti vai poispäin.
Se tosiasia, että tarkkailijaa kohti liikkuvien kohteiden energia -aallot pakataan ja näyttävät olevan korkeammalla taajuudella kuin tarkkailijasta kauempana olevien kohteiden aallot, kutsutaan Dopplerin siirtymäksi, jota ehdotti Christian Doppler vuonna 1842. Esimerkiksi planeetat kiertävät kaukaisia tähtiä. , he vetävät heidät pois painopisteistään ja saavat heidät siirtymään tarkkailijaa kohti tai pois. Tähden lievä liike kohti tai pois saa sen spektrin, sen valon sateenkaaren värit, siirtymään kohti sinistä, kun se liikkuu lähemmäksi, ja kohti punaista, kun se liikkuu kauemmas. Tätä säteittäistä nopeusmenetelmää käyttämällä punaisesta siniseen ja takaisin siirtymisen ajoitus antaa tähtitieteilijöille tietoa kaukaisia tähtiä kiertävien planeettojen massasta ja kiertoradasta.
Tätä menetelmää voidaan käyttää myös tähtitieteessä mittaamaan etäisten galaksien ympäri kiertävien tähtien vakionopeudet, kun niitä katsotaan reunasta. Teleskooppia kohti liikkuvilta tähdiltä vastaanotetut valo- tai radioaallot siirtyvät korkeammille taajuuksille, kun taas kaukoputkesta kauempana olevien tähtien valo- tai radioaallot siirtyvät alemman taajuuden aallonpituuksille. Siirtymän määrä ilmaisee sekä tähtien suhteellisen nopeuden tarkkailijaan nähden että galaksin ympäri kiertävien tähtien kulmanopeuden.
Sääennusteita ovat auttaneet suuresti säteittäiset nopeuskartat mitattuna Doppler -säätutkalla. Aivan kuten pyörivälle galaksille kirjattu säteittäinen nopeus osoittaa pyörimistä valoaaltojen punaisella ja sinisellä siirtymällä, radioaaltojen taajuuden muutos osoittaa pyörivän liikkeen myrskyissä, kuten syklonit, hurrikaanit ja tornadot. Sääennustajat voivat julkaista tornado -varoituksia aikaisin, kun he näkevät Doppler -muutoksen vaikeissa sääjärjestelmissä.
Doppler -siirtoa tai säteittäistä nopeusmenetelmää voidaan käyttää missä tahansa kehossa tai kehon järjestelmissä, jotka ovat kiertoradalla tai värähtelevät yhteisen keskipisteen ympärillä. Sekä taivaankappaleet että sääkuviot näyttävät punaista tai sinistä muutosta sen mukaan, lähestyvätkö kohteet säteissuunnassa havaittavaa tai vetäytyvätkö hän sieltä. Säteittäisen nopeuden ylärajan kuvaili Albert Einstein valon nopeudeksi tyhjiössä, ja hänen erityinen suhteellisuusteoriansa koskee tätä suoraa näkölinjaa, säteittäistä liikettä.