La prueba está basada en el siguiente principio: cuando un átomo sufre una transición de un estado excitado a un estado base, emite un fotón con una frecuencia y energía específicas(no del todo).
Si la frecuencia y la energía del fotón son diferentes es menos probable que el átomo pueda absorberlo (esta es la base de la teoría cuántica).
La velocidad relativa "correcta" de los átomos es por tanto una medida del corrimiento al rojo gravitacional.
La energía asociada con el corrimiento al rojo gravitacional a una distancia de 22.5 metros es muy pequeña.
Por tanto, el átomo emisor se mueve muy poco (de forma similar a un cañón, que no rebota mucho cuando se ponen muchas bolsas de arena tras él).
Esto permitió a Pound y Rebka preparar su experimento como una variación de la Espectroscopia Mössbauer.
Haciendo vibrar el cono de altavoz, la fuente de rayos gamma se movía con velocidad variable, creando así corrimientos doppler variables.