Jebkuru kustību pret nekustīgu novērotāju vai prom no tā sauc par radiālo ātrumu, un jebkura objekta kustību nosaka gan ātrums, gan virziens. Tomēr, lai noteiktu objekta virzienu, ir jāzina novērotāja atskaites sistēma. Parastā trīsdimensiju telpā novērotājam ir fiksēts atskaites rāmis, ar jebkuru objektu skaitu, kas virzās uz viņa vai viņas atrašanās vietu vai prom no tās.
Planētām, kas atrodas pārsvarā apļveida orbītā, ir mazs radiālais ātrums attiecībā pret saulēm, bet fiksētiem novērotājiem ārpus Saules sistēmas šāda planēta maina savu kustību pret tām un prom no tām visā orbītā. Tiek uzskatīts, ka planētai ir divi maksimālie radiālie ātrumi: viens pozitīvs, planētai attālinoties no novērotāja uz savas saules tālāko pusi, un negatīvs, kad planēta virzās no saules aizmugures pretī novērotājam. Kad astronomi izmanto teleskopus, lai novērotu orbītas ķermeņu sistēmas, dati tiek uztverti kā elektromagnētiskā enerģija. Teleskopu uztvertie enerģijas viļņi ir atšķirīgi atkarībā no tā, vai orbītas objekts virzās uz tvērumu vai prom no tā.
Faktu, ka enerģijas viļņi no objektiem, kas virzās uz novērotāju, ir saspiesti un šķiet, ka tiem piemīt augstāka frekvence nekā viļņiem no objektiem, kas attālinās no novērotāja, sauc par Doplera nobīdi, ko ierosināja Kristians Doplers 1842. gadā. Piemēram, planētām riņķojot ap attālām zvaigznēm. , tie velk tos prom no to smaguma centriem, liekot tiem pārvietoties uz novērotāju vai prom no tā. Neliela zvaigznes kustība virzienā uz vai prom liek tās spektram, tās gaismas varavīksnes krāsām, virzīties uz zilo pusi, kad tā virzās tuvāk, un pret sarkano, kad tā virzās tālāk. Izmantojot šo radiālā ātruma metodi, pārejas laiks no sarkanā uz zilo un atpakaļ, sniedz astronomiem informāciju par planētu masu un orbitālo ciklu, kas riņķo ap tālu zvaigznēm.
Šo metodi var izmantot arī astronomijā, lai noteiktu pastāvīgos ātrumus zvaigznēm, kas riņķo ap attālām galaktikām, kad tās tiek aplūkotas no malas. Gaismas vai radio viļņi, kas saņemti no zvaigznēm, kas virzās uz teleskopu, pāriet uz augstākām frekvencēm, savukārt gaismas vai radio viļņi no zvaigznēm, kas virzās prom no teleskopa, novirzās uz zemākas frekvences viļņu garumiem. Nobīdes lielums norāda gan zvaigžņu relatīvo ātrumu attiecībā pret novērotāju, gan zvaigžņu leņķisko ātrumu orbītā ap galaktiku.
Laikapstākļu prognozēšanu lielā mērā palīdzēja radiālā ātruma kartes, ko mēra ar Doplera laikapstākļu radaru. Tāpat kā radiālais ātrums, kas reģistrēts rotējošai galaktikai, rāda rotāciju ar gaismas viļņu sarkano un zilo nobīdi, radioviļņu frekvences izmaiņas norāda uz rotācijas kustību vētros, piemēram, ciklonos, viesuļvētros un viesuļvētros. Sinoptiķi var laicīgi izsludināt viesuļvētru brīdinājumus, redzot Doplera maiņu bargos laikapstākļos.
Doplera nobīdi jeb radiālā ātruma metodi var izmantot jebkuram ķermenim vai ķermeņu sistēmām, kas atrodas orbītā vai vibrē ap kopīgu centru. Gan debess objektos, gan laikapstākļos ir redzama sarkanā vai zilā nobīde atkarībā no tā, vai objekti tuvojas vai attālinās no novērotāja radiālā virzienā. Radiālā ātruma augšējo robežu Alberts Einšteins aprakstīja kā gaismas ātrumu vakuumā, un viņa īpašā relativitātes teorija attiecas uz šo tiešo redzamības līniju, radiālo kustību.