ドップラーソーダの基本原理は、レーダーのドップラー効果を利用しています。レーダーから電波を発射し、大気中の分子や粒子に散乱させ、反射された電波を受信します。反射電波の周波数の変化から、大気中の分子の速度（風速）を測定できます。風は障害物と同様に電波を散乱させるため、その速度や方向がわかれば風向風速がわかります。 また、反射電波の強度は大気中の粒子の濃度やサイズに依存するため、成層状態（大気中の密度や温度の変化）の探知にも利用できます。電波が散乱される高度を変化させることで、大気中のさまざまな層の風向風速や成層状態を調べることができます。