spektroskopik ikili yıldız radyal hız ölçümü, yıldız kütlelerini doğrudan belirlemenin en güvenilir yöntemlerinden biridir. Görsel çözüme izin vermeyen yakın sistemlerde bile Doppler kayması izlenerek yörünge parametreleri ve kütle sınırları elde edilebilir. Temel mekanizma: İki yıldızdan oluşan bir sistem ortak kütle merkezleri etrafında döner. Her yıldızın radyal hızı (gözlemciye doğru/gözlemciden uzak bileşeni) periyodik biçimde değişir. Bu değişim spektral çizgilerin Doppler kaymasıyla ölçülür. Tek-hatlı (SB1) sistemlerde yalnızca parlak bileşenin spektral çizgileri görülür; karanlık eşten yalnızca dolaylı bilgi elde edilir. Çift-hatlı (SB2) sistemlerde her iki bileşen de görünür; bu durum kütle hesaplamalarını doğrudan mümkün kılar. Radyal hız yarı-amplitüdleri K₁ ve K₂, kütle fonksiyonunu verir: f(M) = M₂³ sin³i / (M₁ + M₂)² = K₁³P / (2πG) Burada P yörünge periyodu, i yörünge düzleminin eğim açısıdır. K₁, K₂, P doğrudan ölçülebilir; i genellikle bilinmez ve bu, kütle hesabına bir sin³i belirsizliği katar. SB2 için: M₁ sin³i / M₂ sin³i = K₂/K₁ (kütle oranı doğrudan). Her iki kütle de: M₁ sin³i = (K₁+K₂)² K₂ P / (2πG) M₂ sin³i = (K₁+K₂)² K₁ P / (2πG) Eğim belirsizliğini gidermek için tutulma (eclipsing binary) geometrisi kullanılır. Eğer sistem çizgi-görünümünden geçiyorsa i ≈ 90° ve sin³i ≈ 1; kütleler mutlak değerleriyle elde edilir. Bu nedenle tutulmalı çift-hatlı ikililerin listesi, deneysel yıldız kütlesi belirlemesinin standart referansıdır. spektroskopik ikili yıldız radyal hız eğrisinin biçimi yörünge dışmerkezliği (eccentricity) hakkında bilgi taşır. Dairesel yörünge için sinüzoidal RV eğrisi; eliptik yörünge için asimetrik ve pik değişkenliği gösteren bir eğri elde edilir.