Der Doppler-Effekt erlaubt der modernen Medizin, bestimmte Vorgänge im menschlichen Körper (z.B. bei Ultraschalluntersuchungen) zu verstehen, die Theorie vom expandierenden Weltall beruht auf dem Doppler-Effekt, im Wetterdienst findet das Doppler-Radar Anwendung, Geschwindigkeitsmessungen mit Radar wurden möglich und im Flug- und Straßenverkehr erhöhen Navigations- und Messanlagen die Sicherheit.

Im Alltag kann man den Doppler-Effekt sehr gut bei vorbeifahrenden Einsatzfahrzeugen, die eine Sirene eingeschaltet haben, erkennen. Wenn sich das Fahrzeug annähert, klingt die Sirene zunächst höher. Nach der Vorbeifahrt klingt sie für den Zuhörer tiefer. Dieser Effekt wird „akustischer Doppler-Effekt“ genannt. Durch die Bewegung des Fahrzeugs werden die Schallwellen vor dem Auto gequetscht. Dadurch nimmt die Frequenz der Schallwelle zu und der wahrgenommene Ton wird höher. Hinter dem Auto wird die Schallwelle gedehnt und die Tonhöhe nimmt ab. Dieser Effekt kann durch die unterschiedliche Tonhöhe der Sirene durch den Zuhörer wahrgenommen werden. Auch beim Motorengeräusch in der Formel 1 beispielsweise tritt dieser Effekt auf.

Der Doppler-Effekt beschreibt also die Änderung der Frequenz einer Welle, die abhängig ist vom Bewegungszustand des Senders (Fahrzeug) und/oder des Empfängers (Zuhörer).

Der Doppler-Effekt tritt aber nicht nur bei akustischen Wellen auf, sondern auch bei elektromagnetischen Wellen wie zum Beispiel bei Licht. Dieser Effekt wird relativistischer oder auch optischer Doppler-Effekt genannt. Wenn Lichtwellen gequetscht werden, verfärben sie sich ins Blau, bei Dehnung ins Rot. Dieser Effekt ist bedeutsam für die Astronomie, um die Bewegung und Entfernung der Sterne zu messen.