إذا كان كل من مصدر الصوت والسامع والوسط ثابتاً بالنسبة لبعضهما , فإن السامع يسمع صوتاً تردده مساوياً لتردد المصدر, أما لو تحرك أي منهم بالنسبة لبعضهما البعض , فإن التردد المسموع سيختلف عن تردد المصدر وتسمى هذه الظاهرة بظاهرة دوبلر.
وتبحث ظاهرة دوبلر في تغير تردد الموجة المسموعة التي يصدرها مصدر في حالة وجود حركة نسبية بين المصدر والسامع.
والآن افرض أن الوسط كان ساكناً, وأن المصدر والسامع في حالة اقتراب من بعضهما, تزداد درجة الصوت عن تردد المصدر بينما في حالة ابتعادهما عن بعضهما تقل درجة الصوت عن تردد المصدر ، فعلى سبيل المثال :
تزداد درجة صوت الصافرة باقتراب القطار من السامع وتقل بابتعاده عنه. والآن افرض أن مصدر الصوت ( م ) قد تحرك بسرعة منتظمة مقدارها ( س_م ) نحو سامع ( ع ) ساكن, وكان تردد المصدر ( د ) فإن :
( د ) من الموجات خلال زمن ( ن ) سوف تحتشد في إزاحة قدرها ](س – س_م) ×ن[ في الوسط الناقل لها, وإذا فرضنا أن :
س : سرعة الصوت في الوسط
لَ : طول موجة الصوت المسموع
دَ : تردد الصوت المسموع

أما في حالة ابتعاد المصدر عن السامع بالسرعة ( س_م ) فإن اتجاه سرعة المصدر ستكون بعكس اتجاه سرعة الصوت نحو السامع لذلك.
نعوض سرعة المصدر عندئذ بإشارة سالبة ( - س_م ) أي أن :

وبصورة عامة إذا كان المصدر يتحرك بسرعة ( س_م ) والسامع يتحرك بسرعة ( س_ع ) وسرعتاهما على استقامة واحدة فإن :

وتعوض إشارة كل سرعة بالاتجاه من المصدر نحو السامع موجبة , وسالبة إذا كانت بالاتجاه المعاكس والساكن منهما بالصفر .