Kecepatan radial adalah kecepatan dari suatu benda dalam arah segaris dengan arah pandangan (menjauhi atau mendekati pengamat). Gelombang yang dipancarkan (transversal maupun longitudinal; cahaya atau suara) dari suatu objek dengan kecepatan radial yang cukup akan mengalami efek Doppler sehingga frekuensinya akan berkurang jika menjauhi pengamat atau meningkat jika mendekati pengamat.

Kecepatan radial suatu bintang dan benda lainnya yang bercahaya namun berada dalam jarak yang jauh dapat diukur secara akurat dengan menggunakan spektrum beresolusi tinggi dan membandingkan panjang gelombang yang terukur yang disebut dengan garis spektrum, terhadap panjang gelombang yang didapatkan.

Kecepatan radial harus dibedakan dengan kecepatan orbital di mana benda bergerak terhadap suatu titik (atau benda lain) tanpa mengalami perubahan jarak antara keduanya. Dengan kata lain, benda tersebut bergerak mengelilingi titik (atau benda lain) seperti bulan mengelilingi bumi. Bulan selama bergerak mengelilingi bumi, dikatakan memiliki kecepatan radial mendekati nol sepanjang gerakannya tidak mengakibatkan terjadinya perubahan jarak dari bumi.