행성이 공전하는 별은 가만히 있지 않습니다. 행성이 별을 잡아당겨 별이 미세하게 흔들리게 합니다. 이 흔들림으로 인해 별의 움직임이 지구를 향해 다가오거나 멀어지게 되고, 이는 별빛 스펙트럼선의 파장 변화를 일으킵니다. 별이 지구를 향해 다가올 때는 빛의 파장이 푸른색으로 변하고, 멀어질 때는 붉은색으로 변합니다. 이러한 파장 변화를 측정하면 행성의 위치를 ​​파악할 수 있습니다.

이것은 시선속도 측정법으로, 태양과 유사한 항성 주위를 공전하는 외계행성을 최초로 탐지한 기술입니다. 1995년 미셸 마요르와 디디에 켈로즈는 이 방법을 이용하여 4일 주기로 항성을 공전하는 뜨거운 목성형 행성 51 페가시 b를 발견했습니다. 이 발견은 외계행성 과학이라는 새로운 분야를 개척했습니다.

이 방법은 항성에 가장 가까이 있는 질량이 큰 행성에 가장 효과적입니다. 이러한 행성들이 항성을 가장 크게 흔들기 때문입니다. 목성 질량의 행성은 항성을 초당 12미터의 속도로 움직이게 할 수 있습니다. 반면 지구는 태양을 초당 9센티미터의 속도로만 움직이게 합니다. 지구와 유사한 행성을 탐지하려면 이처럼 미세한 움직임까지 감지할 수 있는 정밀한 장비가 필요하며, 이것이 바로 이 방법이 여전히 정밀도의 한계를 뛰어넘으려는 노력의 일환입니다.

시선속도 측정법은 행성 통과법을 보완하는 방법입니다. 행성 통과를 통해 행성의 크기를 알 수 있고, 시선속도를 통해 질량을 알 수 있습니다. 이 두 가지를 합치면 밀도를 알 수 있고, 밀도를 통해 행성의 구성 성분을 추측할 수 있습니다. 천문학자들은 이 두 가지 방법을 조합하여 행성이 암석형인지, 가스형인지, 아니면 그 중간 형태인지를 판단합니다.