在膨胀的宇宙中，光波会被拉伸，其波长增加，并变得越来越红（红移)。
这相当于一个正在远离我们的物体表现出的多普勒频移，所以我们常通过退行速度来描述光的红移。我们可以通过把天体的光分散成一道彩虹，测量每个独立波长的光量来测量红移。因为我们知道星系中元素的化学指纹，其中包括氢和氧等元素，所以我们知道它们会在某些特定波长上发出光。在观测到的光谱——观测到的光的波长范围内——我们在更红的区域测量这些光，并测量红移的量。
重要的是，星系离我们越远，红移越大，由此推断出的退行速度也越大。对于近邻的天体，这就是著名的哈勃定律：速度与距离成正比。然而，当我们回顾更早时期的星系时，距离和红移之间的关系变得更加复杂，与宇宙的膨胀历史有直接关系。如果宇宙中有更多的物质，那么随着时间的推移，宇宙的膨胀速度就会减慢，高红移的天体就会显得更近。反之，如果暗能量使膨胀加速，那么高红移天体就会显得更加遥远。正是对高红移超新星亮度中的这种效应的探测导致了暗能量的新发现，并获得了2011年的诺贝尔物理学奖。距离和红移的具体关系也正是DESI的主要科学驱动。
