天文学家威廉·哈金斯首次测出了恆星相对于地球的运动速度。在1871年，利用太阳的自转测出在可见光太阳光谱的夫朗和斐谱线在红光有的位移。在1901年，在实验室中利用转动的镜片证明了可见光的红移。在1912年开始的观测，维斯托·斯里弗发现绝大多数的螺旋星云都有不可忽视的红移。然后，埃德温·哈伯发现这些星云（现在知道是星系）的红移和距离有关联性，也就是哈伯定律。这些观察在今天被认为是造成宇宙膨胀大爆炸理论的强而有力证据。
测量、特性和解释.红移可以经由单一光源的光谱进行测量（参考