Von Dopplers zahlreichen Abhandlungen, unter denen es mehrere mathematischen Inhalts gibt, sind vor allem die Arbeiten über Akustik und Optik von Interesse. Er hat im Jahre 1842 zum erstenmal - sechs Jahre vor Fizeau - darauf hingewiesen, dass eine relative Bewegung des schwingenden Körpers und des Beobachters in der Richtung der Verbindungslinie die Tonhöhe des Schalles ändern und eine ähnliche Wirkung auch bei den Lichterscheinungen haben muss. Die unter dem Titel "Über das farbige Licht der Doppelsterne" publizierten Beobachtungen sind bis heute als "Doppler-Effekt" von wissenschaftlicher Bedeutung.