E' cosa frequentemente provata per esperienza che il suono emesso da una sorgente in movimento risulta più acuto o più grave a seconda che essa si stia avvicinando o allontanando da noi. Ciò vale anche se siamo noi in movimento rispetto a una sorgente in quiete; in questo caso, avvicinandosi si percepisce un suono più acuto, allontanandosi uno più grave.

Dunque la frequenza percepita da un osservatore in movimento o fisso nell'aria con sorgente sonora mobile è diversa dalla frequenza percepita quando osservatore e sorgente sono immobili rispetto all'aria. L'effetto fisico descritto ha dunque luogo in presenza di moto relativo tra sorgente e ascoltatore ed è noto come "effetto Doppler". Esso prende il nome dal fisico austriaco Christian Doppler che lo predisse nel 1842. Osserviamo che si tratta di un fenomeno che riguarda non solo le onde elastiche, ma tutte le onde, quindi pure le onde elettromagnetiche (e dunque anche la luce).

Per quanto riguarda il suono, la relazione qui a lato riassume in forma matematica tutti i casi per ottenere la frequenza percepita in presenza di moto relativo tra osservatore e sorgente sonora che emette un suono di frequenza f. Le velocità u e w in essa presenti (si ricorda che la velocità è una grandezza vettoriale) vanno prese con il segno più se esse sono caratterizzate dallo stesso verso di c_s, cioè se hanno lo stesso verso di propagazione del suono; in caso contrario andranno inserite nella formula con il segno meno davanti. Vediamo ora di ricavare in pratica cosa succede nei casi semplici che seguono.

Osservatore fermo (u=0) e sorgente in avvicinamento (w>0)
E' immediato ricavare che il denominatore c_s-w risulta minore di c_s, per cui f'>f. In altri termini: Se la sorgente sonora si avvicina all'osservatore fermo, la frequenza percepità f' è più acuta di quella f effettivamente emessa dalla sorgente.
E' ovvio che se la sorgente è in allontanamento dall'osservatore fermo (w<0), accade esattamente l'opposto.

Osservatore in avvicinamento (u<0) alla sorgente ferma (w=0)
Il verso della velocità u risulta opposto a quello di propagazione del suono c_s. Allora è immediato ricavare che il numeratore c_s-(-u)= c_s+u risulta maggiore del denominatore c_s, per cui f'>f. In altri termini: Se l'osservatore si avvicina alla sorgente sonora ferma, la frequenza percepità f' è più acuta di quella f effettivamente emessa dalla sorgente.
E' ovvio che se l'osserevatore si allontana (u>0) dalla sorgente ferma, accade esattamente l'opposto.

Infine, per w e u entrambe diverse da zero, il risultato finale su f' dipenderà dall'intensità e dal verso di queste velocità. Si osserva solamente che se per esempio u = w > 0, allora f'=f. Infatti si ha il caso in cui l'osservatore si allontana dalla sorgente con la stessa velocità con cui la sorgente si avvicina a lui, con il risultato che è come se fossero entrambi fermi (moto relativo nullo).