紅移在物理學(xué)和天文學(xué)領(lǐng)域，指物體的電磁輻射由于某種原因頻率降低的現(xiàn)象，在可見光波段，表現(xiàn)為光譜的譜線朝紅端移動(dòng)了一段距離，即波長(zhǎng)變長(zhǎng)、頻率降低。紅移的現(xiàn)象多用于天體的移動(dòng)及規(guī)律的預(yù)測(cè)上。

紅移最初是在人們熟悉的可見光波段發(fā)現(xiàn)的，隨著對(duì)電磁波譜各個(gè)波段的了解逐步深入，任何電磁輻射的頻率降低都可以稱為紅移。對(duì)于頻率較高的γ射線、X-射線和紫外線等波段，頻率降低確實(shí)是波譜向紅光移動(dòng)，“紅移”的命名并無問題；而對(duì)于頻率較低的紅外線、微波和無線電波等波段，盡管頻率降低實(shí)際上是遠(yuǎn)離紅光波段，這種現(xiàn)象還是被稱為“紅移”。

當(dāng)光源遠(yuǎn)離觀測(cè)者運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀測(cè)者觀察到的電磁波譜會(huì)發(fā)生紅移，所有的波（包括機(jī)械波、電磁波和引力波等）都會(huì)因?yàn)槎嗥绽招?yīng)而造成的頻率和波長(zhǎng)的變化，其中頻率降低，波長(zhǎng)變長(zhǎng)的現(xiàn)象稱為紅移現(xiàn)象，這樣的紅移現(xiàn)象在日常生活中有很多應(yīng)用，例如多普勒雷達(dá)、雷達(dá)槍，在分光學(xué)上，人們使用多普勒紅移測(cè)量天體的運(yùn)動(dòng)，在天體光譜學(xué)里，人們使用多普勒紅移測(cè)量天體的物理行為。

這種多普勒紅移的現(xiàn)象最早是在19世紀(jì)所預(yù)測(cè)并觀察到的，當(dāng)時(shí)的部分科學(xué)家認(rèn)為光的本質(zhì)是一種波。

另一種紅移機(jī)制被用于解釋在遙遠(yuǎn)的星系、類星體，星系間的氣體云的光譜中觀察到的紅移現(xiàn)象。紅移增加的比例與距離成正比。這種關(guān)系為宇宙在膨脹的觀點(diǎn)提供了有力的支持，比如大爆炸宇宙模型。

另一種紅移稱為宇宙學(xué)紅移，其機(jī)制為空間的度規(guī)膨脹。這機(jī)制說明了在遙遠(yuǎn)的星系、類星體，星系間的氣體云的光譜中觀察到的紅移現(xiàn)象，其紅移增加的比例與距離成正比。這種關(guān)系為宇宙膨脹的觀點(diǎn)提供了有力的支持，比如大爆炸宇宙模型。

另一種形式的紅移是引力紅移，其為一種相對(duì)論性效應(yīng)，當(dāng)電磁輻射傳播遠(yuǎn)離引力場(chǎng)時(shí)會(huì)觀測(cè)到這種效應(yīng)；反過來說，當(dāng)電磁輻射傳播接近引力場(chǎng)時(shí)會(huì)觀測(cè)到引力藍(lán)移，其波長(zhǎng)變短、頻率升高。

一個(gè)天體的光譜向低頻（紅）端的位移。天體的光或者其它電磁輻射可能由于運(yùn)動(dòng)、引力效應(yīng)等被拉伸而使頻率降低。因?yàn)榧t光的頻率比藍(lán)光的低，所以這種拉伸對(duì)光學(xué)波段光譜特征的影響是將它們移向光譜的紅端，于是這些過程被稱為紅移。根據(jù)廣義相對(duì)論，光從重力場(chǎng)中發(fā)射出來時(shí)也會(huì)發(fā)生紅移的現(xiàn)象。這種紅移稱為重力紅移

三者區(qū)別：多普勒紅移主要指的是，各種波相對(duì)于觀測(cè)者或者某一參考系遠(yuǎn)離造成的。引力紅移，主要指的是電磁波在引力場(chǎng)的作用下所造成的。宇宙學(xué)紅移主要是指在宇宙尺度上，天體特別是遠(yuǎn)處的天體的遠(yuǎn)離所造成的。

在高光譜遙感領(lǐng)域的紅移。在植被的光譜曲線中，遭脅迫的植物的紅-紅外透射曲線向更低頻率方向移動(dòng)的現(xiàn)象稱為“紅端偏移”簡(jiǎn)稱“紅移”

20世紀(jì)初，美國(guó)天文學(xué)家埃德溫·哈勃發(fā)現(xiàn)，觀測(cè)到的絕大多數(shù)星系的光譜線存在紅移現(xiàn)象。這是由于宇宙空間在膨脹，使天體發(fā)出的光波被拉長(zhǎng)，頻率降低，譜線因此“變紅”，這稱為宇宙學(xué)紅移，并由此得到哈勃定律。20世紀(jì)60年代發(fā)現(xiàn)了一類具有極高紅移值的天體——類星體，成為近代天文學(xué)中非?；钴S的研究領(lǐng)域。

一般說來，為了從其他紅移中區(qū)別引力紅移，你可以將這個(gè)天體的大小與這個(gè)天體質(zhì)量相同的黑洞的大小進(jìn)行比較。類似星云和星系這樣的天體，它們的半徑是相同質(zhì)量黑洞半徑的千億倍，因此其紅移的量級(jí)也大約是靜止頻率的千億分之一。

對(duì)于普通的恒星而言，它們的半徑是同質(zhì)量黑洞半徑的十萬倍左右，這已經(jīng)接近光譜觀測(cè)分辨率的極限了。中子星和白矮星的半徑大約是同質(zhì)量黑洞半徑的10和3000倍，其引力紅移的量級(jí)可以達(dá)到靜止頻率的1/10和1/1000。

其實(shí)在大自然中，有兩種我們經(jīng)常能夠見到的，有紅移現(xiàn)象造成的景象，即：日出和日落。因?yàn)?，在日出和日落的時(shí)候，從地球地面上來看太陽光是斜射向地球的。