Esistono 3 origini di possibili spostamenti verso il rosso della luce:
Doppler (relativistico) - La luce emessa da una sorgente in allontanamento appare più rossa per via del moto relativo degli osservatori e del conseguente diradamento della frequenza dei fronti d'onda, proprio come il timbro del fischio del treno in allontanamento appare più grave .
Redshift gravitazionale - Il fotone perde energia allontanandosi da una sorgente di campo gravitazionale (è una predizione della relatività generale 
). Il fotone infatti ha massa a riposo nulla, ma possiede energia hv e perde un poca di questa energia per sfuggire al campo di gravitazione, proprio come un razzo decelera tentando di sfuggire all’attrazione terrestre.
Redshift cosmologico - E’ dovuto al fatto che viviamo in un universo in espansione. In breve, la lunghezza d'onda del fotone che viaggia risulta allungata proprio come qualsiasi altra lunghezza.