Nun könnte der Eindruck entstehen, der Doppler-Effekt sei eine eher lästige als nutzbare Erscheinung. Seine Verwendung findet das Wissen um den Doppler-Effekt wohl hauptsächlich in der Bestimmung von Bewegung und Geschwindigkeit Wellen aussendender, bewegter Körper. Denn kennt man die ursprüngliche Frequenz dieser Wellen, kann man von der veränderten ausgehend die Geschwindigkeit des bewegten Objekts ausrechnen.

Auf diese Weise ist es zum Beispiel möglich, die Geschwindigkeit von leuchtenden Molekülen und Sternen zu messen, auch die Rotationsgeschwindigkeit der Sonne durch Beobachtung des Doppler-Effekts an den Rändern der Sonnenscheibe sowie die bordeigene Geschwindigkeitsmessung von Flugzeugen gegenüber dem Erdboden. Sogar die Expansion des Universums kann mit Hilfe der Kenntnis über den Doppler-Effekt nachgewiesen werden: Das sichtbare Licht aller anderen Galaxien erreicht unsere nach einem sog. „redshift of light“, einer Verschiebung elektromagnetischer Wellen zum roten Ende des Spektrums, zu größerer Wellenlänge hin. Zu dieser Rotverschiebung kommt es durch die Bewegung der Erreger, also der Galaxien bzw. deren Sonnen etc. relativ zu unserer Position, so daß uns die Lichtwellen mit veränderter, nämlich vergrößerter Wellenlänge erreichen. Diese Vergrößerung kann nur durch eine Bewegung von uns weg entstehen, und da dieses Phänomen bei allen uns bekannten Galaxien auftritt, muß von einer Expansion des Universums ausgegangen werden - ein weiteres Argument für die Stimmigkeit der Urknalltheorie.
Anhand der Geschwindigkeiten der einzelnen Galaxien relativ zu unserem Standort ist es sogar möglich, die ungefähre „Mitte des Universums“ zu bestimmen.

Hinweise auf Anwendungen, die auf dem Doppler-Effekt beruhen, findet man bei den weiterführenden Links.