Punasiirtymässä jostain kohteesta lähtevä valo muuttuu punaisemmaksi, koska kohde loittonee havaitsijasta monesti suurella nopeudella. Punasiirtymässä havaitun valon taajuus on matalampi kuin sen alkuperäinen taajuus kohteesta lähtöhetkellä. Taajuuden aleneminen on aallonpituuden pitenemistä. Voidaankin ajatella etääntyvän kohteen vetävän valoaaltoja pidemmiksi spektrin pitkäaaltoiseen punaiseen päin. Punasiirtymä liittyy Dopplerin ilmiöön.