Bir cisim gözlemciden uzaklaştığında, yaydığı ışık daha uzun dalga boylarına doğru uzar. Görünür ışık için bu, rengin spektrumun kırmızı ucuna doğru kayması anlamına gelir. Bu, kırmızıya kaymadır. Bu, bir ambulansın geçmesiyle siren sesinin perdesinin düşmesiyle duyduğunuz Doppler kaymasıyla aynı etkidir.

Evreni ölçmenin anahtarı kırmızıya kaymadır. 1920'lerde Edwin Hubble, uzak galaksilerin kırmızıya kaymalarını ölçtü ve bir galaksi ne kadar uzaktaysa, kırmızıya kaymasının da o kadar büyük olduğunu buldu. Bu ilişki, Hubble yasası, evrenin genişlediğinin başlıca kanıtıdır. Kırmızıya kayma, galaksilerin uzayda hareket etmesinden kaynaklanmaz. Işık uzaydan geçerken uzayın kendisinin genişlemesinden kaynaklanır.

Kırmızı kayma, evrenin erken dönemlerini incelemek için de kullanılır. Kozmik mikrodalga arka planının kırmızı kayması yaklaşık 1100'dür; bu da ışığının yayıldığından beri 1100 kat uzadığı anlamına gelir. En uzak galaksilerin kırmızı kaymaları 13'ten büyüktür; bu da onları evrenin sadece birkaç yüz milyon yaşında olduğu zamanki halleriyle gördüğümüz anlamına gelir.

Kırmızıya kayma tek kayma türü değildir. Yerçekimsel kırmızıya kayma, ışığın güçlü bir yerçekimi alanından kaçması, enerji kaybetmesi ve uzaması sonucu meydana gelir. Bu durum, 1959'da Pound-Rebka deneyiyle doğrulanmış ve genel göreliliğin temel bir öngörüsüdür.