Доплеровское уширение (англ. Doppler broadening) — уширение спектральных линий вследствие эффекта Доплера, вызванного распределением скоростей атомов или молекул. Различные скорости излучающих частиц приводят к различиям в доплеровском смещении, суммарное влияние которых приводит к уширению линий. Результирующий профиль линии называют доплеровским профилем. Частным случаем является тепловое доплеровское уширение вследствие теплового движения частиц. Уширение зависит от частоты спектральной линии, массы излучающих частиц и их температуры и, следовательно, может использоваться для определения температуры излучающего тела.

Спектроскопия насыщенного поглощения может использоваться для определения истинной частоты атомного перехода без охлаждения образца вещества до температур, при которых доплеровское уширение минимально.