Променева швидкість - це швидкість, з якою тіло наближається до спостерігача або віддаляється від нього. Цю швидкість можна уявити як проекцію вектора повній швидкості тіла відносно спостерігача на промінь зору, т. Е. На пряму лінію, що сполучає його з спостерігачем. Якщо об'єкт рухається перпендикулярно променю зору, його променева швидкість дорівнює нулю, а якщо вздовж променя зору - вона дорівнює повній швидкості об'єкта.
Променеву швидкість небесних тіл визначають по їх спектру, за допомогою ефекту Доплера. Він полягає в тому, що довжина хвилі (або частота) поширюються коливань (звукових, світлових або будь-яких інших) змінюється при переміщенні джерела коливань і спостерігача відносно один одного. Коли спостерігач рухається назустріч поширюється хвилях, він сприймає більше число коливань за одиницю часу, ніж нерухомий спостерігач. Частота коливань для нього зростає, а довжина хвилі, відповідно, зменшується. Якщо ж хвилі наздоганяють спостерігача, то він фіксує зменшення частоти і збільшення довжини хвилі. Зміна довжин хвиль світлових коливань призводить до того, що всі спектральні лінії в спектрі джерела зміщуються в бік довгих хвиль, якщо променева швидкість його направлена від спостерігача (червоне зміщення), і в бік коротких хвиль, якщо напрямок променевої швидкості - до спостерігача (фіолетове зміщення ). Якщо швидкість джерела мала в порівнянні зі швидкістю світла (300 000 км / с), то зміщення лінії і променева швидкість пов'язані простим співвідношенням: променева швидкість дорівнює швидкості світла, помноженої на зміну довжини хвилі будь-якої спектральної лінії і поділеній на довжину хвилі цієї ж лінії в нерухомому джерелі. Так визначають променеву швидкість небесних тіл. Таке визначення придатне для будь-яких довжин хвиль - і в оптичному, і в радіо-, і в рентгенівському діапазоні, але користуватися ним можна тільки в тому випадку, якщо променева швидкість значно менше швидкості світла. Якщо ці швидкості можна порівняти, доводиться використовувати більш складні формули. Для планет і більшості близьких зірок променева швидкість складає одиниці або десятки кілометрів в секунду, швидкості найшвидших зірок Галактики не перевищують 300 км / с. Більшість галактик віддаляються від нас: ми спостерігаємо червоне зміщення ліній у їхніх спектрах.
Вимірювання променевих швидкостей небесних тіл - дуже важливий метод астрономічних ісследсваній. З його допомогою, наприклад, вивчають рух зірок і оцінюють їх маси, досліджують характер руху речовини на Сонці, в газових туманностях і ін.