数字多普勒是一种利用多普勒效应来计算物体速度的信号处理技术。最初，军方开发了用于跟踪、搜索和照亮目标的雷达数字多普勒技术。随着数字计算成本的下降，多普勒雷达的民用应用变得普遍，例如脉冲多普勒雷达在天气预报中的重要作用。数字多普勒成像技术也越来越多地应用于不同的医学领域。
多普勒效应本质上是运动中的目标反射的信号频率的变化。朝观察者移动的物体反射的信号频率将高于原始信号的频率。远离观察者的物体反射的信号频率将低于原始信号的频率。这种多普勒频移现象可以记录为信号频率相对增加或减少随着时间的推移到原始信号。随后的频率变化用于计算物体相对于观察者的速度。
气象学家使用天气多普勒雷达来帮助定位和预报风暴。计算机用于将每个信号发射、反射和接收时收集的信息数字化。最简单的形式是，多普勒雷达向目标发射电磁波。在接触时，波被分散并且一些波被反射回雷达。数字多普勒接收计算机对反射波进行采样，并计算发射波的相移，从而确定频率的变化。尽管无法计算出目标的距离和方位，但可以根据频率的变化计算出物体的速度。
云中的水滴和降水会反射电磁波。随着计算机的速度和存储容量的提高，他们处理来自多普勒频移的更多信息的能力也随之增强。例如，更快的计算机可以管理源自微波脉冲快速发射而不是简单的连续波信号的信息。可以计算脉冲从目标反射回来的时间延迟以及返回信号的强度。这样可以结合目标的相对速度来确定目标的位置和密度。通常，这些脉冲多普勒雷达会在雷达周围的不同高度处进行 360 度扫描，数字多普勒计算机会对收集到的数据进行合成。
天气 Dop普勒使用脉冲多普勒雷达来研究风暴的运动和降水的强度。云中的水滴和降水会反射电磁波。因此，数字多普勒处理可用于根据云运动的速度确定正在逼近的风暴系统的速度和强度。密集的冰雹或大雨反射的波会很强，而雪和毛毛雨的作用更像筛子，会减弱和分散波，导致信号变弱。使用脉冲时间延迟分析，可以确定风暴的确切位置以及降水类型。
计算机以两种类型的多普勒图显示信息。在反射率地图中，降水信息按强度进行颜色编码，并叠加在指示定位的地理地图上。第二张多普勒图显示风暴的径向速度，可用于确定风向。恶劣天气系统，例如飓风、超级雷电均方根和龙卷风在多普勒速度图上留下明显的特征，使预报员能够发布恶劣天气警报。
民用多普勒制造商的创新使其技术在医疗领域变得实用。其中一种应用是测试血管血流的超声心动图。同样，3D 多普勒胎儿超声检查也越来越受欢迎，因为它们可以让父母和医生看到胎儿在子宫内移动的高分辨率图像。
