多普勒是19世紀奧地利著名物理學家。1842年，他發現了一種奇妙的現象：如果一個發聲物體相對人們發生運動，那麼人們聽到的聲音的音調就會和靜止時不同：接近時音調升高，遠離時音調降低。這種現象後人管它叫多普勒效應。
多普勒效應在我們日常生活中不難觀察到。前麵講到的當一列火車鳴著汽笛從我們身邊飛馳而過的時候，大家都會有一個明顯的感覺：列車由遠而近，笛聲越來越尖；列車由近而遠，笛聲又逐漸低沉下去。這就是一種多普勒效應。在戰場上，當空中炮彈飛來時，人們聽到炮彈飛行的聲音音調逐漸變高；而當炮彈掠過頭頂飛過去以後，炮彈飛行的聲音音調就漸漸降低。這也是一種多普勒效應。
多普勒效應的產生並不奇怪。我們說過，人耳聽到的聲音的音調，是由聲源（即振動物體）的振動頻率決定的。這是就聲源相對人靜止不動的情況而言的。這時，聲源每秒鍾振動多少次，它每秒鍾就發出多少個聲波，當然人耳就接收到多少個聲波，人耳鼓膜的振動頻率與聲源的振動頻率相同。可是，當聲源相對人運動時，情況就不同了。如果聲源以某種速度向人靠近，這時聲源每秒鍾的振動次數（即頻率）仍不變，它每秒鍾發出的聲波個數也不變，但因波源與人的距離逐漸縮短，波與波之間擠在了一起，因此，每秒鍾傳進入耳的聲波個數卻增加了，即人耳鼓膜的振動頻率增大了，所以聽到的聲音音調就要提高了。反之，聲源若以某種速度離人而去，則人耳每秒鍾接收到的聲波個數就會減少，所以聽到的聲音音調自然就要降低了。這就是多普勒效應產生的原因。聲源的運動速度越大，它所產生的多普勒效應也就越顯著。有經驗的鐵路工人，根據火車汽笛音調的變化，能夠知道火車運動的快慢和方向；久經沙場的老兵，在戰場上根據炮彈飛行時音調的變化，能夠判斷其危險性。他們實際上就是應用了多普勒效應。
從以上分析我們還可看出，多普勒效應的實質，就是觀測者（人或儀器）所接收的聲波的頻率，隨著聲源的運動而改變：靜止時，它等於聲源的頻率；運動時，要高於或低於聲源的頻率；運動速度越大，這種變化也就越大。很顯然，由於聲源運動所帶來的觀測者接收的聲波頻率的變化，也就為人們研究聲源的運動提供了依據。正是利用這一點，科學家為多普勒效應找到了廣泛的用武之地。例如，現代艦艇為了探索水下目標（潛水艇、暗礁等），都安裝了回聲探測儀器，通過向水下發射聲波信號和接收從目標反射回來的回聲信號來確定目標的存在及其距離。如果在探測儀器上再加裝上一套裝置，用來檢測回聲頻率的變化，就能知道目標是否運動以及如何運動；並且根據頻率變化的大小，還能推算出目標運動的速度。又如，醫學上近年出現了利用多普勒效應的診斷儀器，它通過聲波在體內運動器官（如心髒等）反射回來的回聲頻率的改變來探測人體內髒器官因病變引起的運動異常情況。