用谱线比较，而非只看颜色
设某条谱线在参考状态下的波长为λ₀，观测值为λ，红移定义为z=(λ−λ₀)/λ₀。正值对应向长波移动，负值对应蓝移；两种波长必须先换算成一致单位。
例如，一条参考波长500纳米的谱线若在600纳米处被测得，按定义得到z=0.2。这个例子比较的是同一特征的波长比例，不能把一颗本身较冷、显得偏红的恒星直接当成同样红移的对象。
运动红移与宇宙学红移
光源与观察者沿视线方向的相对运动会改变测得的光谱波长。恒星朝向或远离观察者的周期运动，可以通过多次光谱观测追踪，成为研究轨道系统的一种方法。
宇宙学红移描述的是光传播期间空间膨胀造成的波长拉长。它与物体穿过局部空间的多普勒运动不是同一描述，不能把所有远方星系的红移都直接套进同一个低速运动公式。
距离估计还需要物理模型
红移本身是观测得到的波长比例。把它换成速度、距离或光发出时的宇宙年龄，还需要说明采用的机制、近似条件和宇宙学参数；这些量不等于同一张光谱上直接读出的数字。
宇宙膨胀也使光行进时间与天体现在的距离不相同。近邻天体的自身运动则可能产生蓝移，因此“宇宙在膨胀”不意味着每一个可见天体都一定呈红移。