Számos ködben sikerül a ködhöz tartozó csillagok közül egyeseket külön is megfigyelni. Ha ezek között találhatók olyanok, melyeknek abszolút fényességét ismerjük, akkor ebből a köd távolságát ki tudjuk számítani.

Ha nem lehet valamely ködben egyes csillagokat külön látni, akkor a távolságmeghatározást arra az elvre alapíthatjuk, hogy az egyes ködöknek mint egészeknek, a látszólagos fényessége általában fordítva arányos a távolságok négyzetével; a látszólagos méreteik is adnak némi tájékoztatást a távolságokat illetőleg ; ez utóbbi módszerek azonban kevéssé pontosak és inkább csak azokra a ködökre alkalmazhatók, melyek nem elszigetelten, hanem halmazokban fordulnak elő.

A sebesség meghatározása a ködök színképében észlelhető színképvonaleltolódáson alapul. Egy, a ködön lévő hidrogén-atómból származó színképvonal nem esik össze a földi eredetű megfelelő hidrogén-színképvonallal, hanem általában ehhez képest igen nagymérvű eltolódást mutat a színkép vörös vége felé.

Ennek a jelenségnek a legegyszerűbb magyarázata az, hogy a fényforrásnak, vagyis a ködnek tőlünk kifelé irányított igen nagy sebessége van; a Doppler-féle elv szerint ugyanis, ha a fényforrás, mely egy bizonyos színű fényt sugároz, távolodik az észlelőtől, akkor az általa kisugárzott fény hullámhossza nagyobb lesz, mint ha a fényforrás az észlelőhöz képest nyugalomban volna, tehát a prizma kevésbbé téríti el a távolodó fényforrás fényét, mint a nyugvó fényforrásét.

Abból, hogy valamely köd színképvonalai mennyire vannak eltolódva, az illető köd sebességének az az összetevője, mely tőlünk a ködhöz húzott sugár irányába esik, kiszámítható. Azonban nehéz feladat a ködök színképének előállítása, mert a ködök szerfelett halványak.

Hubble és Humason a ködök színképeit a Mt. Wilson-csillagvizsgáló 100 hüvelyk átmérőjű reflektorára szerelt olyan spektrográffal állították elő, melyben a prizmák után egy nagyon rövid, 32 mm gyújtótávolságú lencsét alkalmaztak, miáltal elérték, hogy a lehetőséghez képest rövid és keskeny, tehát fényben gazdag színképet kaptak.

Evvel a berendezéssel készült színképekben néhány színképvonal világosan felismerhető és ha eltolódásukat, mint Doppler-jelenséget értelmezzük, akkor óriási kifelé mutató sebességeket kapunk, melyek annál nagyobbak, minél távolabbi ködökről van szó.

1929-ben Hubble gazdag megfigyelési anyagból a következő tapasztalati összefüggést állapította meg a ködök távolságai és sebességei közt: Bármely két köd sebessége úgy aránylik egymáshoz, mint távolságaik, éspedig egymillió fényév távolságkülönbségre, mintegy másodpercenkénti 170 km sebességkülönbség esik. Az eddig észlelt legnagyobb színképvonal-eltolódás 40.000 km másodpercenkénti sebességnek felel meg.