عندما يبتعد جسم ما عن الراصد، يمتد الضوء المنبعث منه إلى أطوال موجية أطول. بالنسبة للضوء المرئي، يعني ذلك انزياح اللون نحو الطرف الأحمر من الطيف. هذا هو الانزياح الأحمر. وهو نفس تأثير انزياح دوبلر الذي تسمعه عندما تمر سيارة إسعاف وينخفض ​​صوت صفيرها.

الانزياح نحو الأحمر هو المفتاح لقياس الكون. في عشرينيات القرن الماضي، قاس إدوين هابل الانزياح نحو الأحمر للمجرات البعيدة، ووجد أنه كلما زادت المسافة بين المجرات، زاد انزياحها نحو الأحمر. هذه العلاقة، المعروفة بقانون هابل، هي الدليل الرئيسي على أن الكون يتوسع. لا ينتج الانزياح نحو الأحمر عن حركة المجرات في الفضاء، بل عن تمدد الفضاء نفسه أثناء انتقال الضوء عبره.

يُستخدم الانزياح نحو الأحمر أيضًا لدراسة الكون المبكر. يبلغ الانزياح نحو الأحمر لإشعاع الخلفية الكونية الميكروي حوالي 1100، ما يعني أن ضوءه قد تمدد بمقدار 1100 ضعف منذ انبعاثه. أما المجرات الأبعد، فلها انزياحات نحو الأحمر أكبر من 13، ما يعني أننا نراها كما كانت عليه عندما كان عمر الكون بضع مئات الملايين من السنين فقط.

الانزياح نحو الأحمر ليس النوع الوحيد من الانزياح. يحدث الانزياح نحو الأحمر التثاقلي عندما يفلت الضوء من مجال جاذبية قوي، فاقدًا طاقته ومتمددًا. وقد أكدته تجربة باوند-ريبكا عام 1959، وهو تنبؤ أساسي من تنبؤات النسبية العامة.