Научные интересы Кристиана Доплера лежали в таких областях физики как оптика и акустика. Основные труды выполнены по аберрации света, теории микроскопа и оптического дальномера, теории цветов и некоторым другим темам. В 1842 Доплер теоретически обосновал подневольность частоты колебаний, воспринимаемых наблюдателем, от скорости и направления движения источника волн и наблюдателя сравнительно приятель друга. Это явление потом было названо его именем (результат Доплера). Основная причина эффекта Доплера - модифицирование числа волн, укладывающихся на пути распространения между источником и приемником.

При сохранении длины волн, испускаемых источником, это приводит к изменению числа волн, достигающих приемника в каждую секунду, т.е. к изменению частоты принимаемых колебаний.

В 1848 году результат Доплера был уточнен французским физиком Арманом Физо, а в 1990 году - и экспериментально проверен А. А. Белопольским на лабораторной установке. Принцип Доплера получил бессчетные применения в астрономии для измерений скоростей движения звезд вдоль луча зрения и их вращения кругом оси, турбулентных потоков в солнечной фотосфере и пр., а далее и в самых разнообразных областях физики и техники (вплоть до радаров, используемых ГИБДД).

Умер Кристиан Доплер 17 марта 1853 года в Венеции.