Lo spettro dei quasar mostra un forte spostamento verso il rosso, e quindi essi sono apparentemente molto distanti ed emettono enormi quantità di energia.

Il primo quasar scoperto venne identificato come un' intensa sorgente radio alla fine degli anni Cinquanta (Radioastronomia).

Nel 1960, utilizzando il telescopio da 5m di monte Palomar per osservare radiosorgenti simili, gli astronomi scoprirono l' esistenza di oggetti il cui spettro era caratterizzato da righe non ben identificate.

Tre anni dopo l'astronomo Marten Schmidt osservò che le righe di emissione dello spettro del quasar 3C 273 erano in realtà note, ma mostravano uno spostamento verso il rosso molto più grande di quelle relative a qualunque altro oggetto conosciuto.

Una delle cause dello spostamento verso il rosso è l'effetto Doppler, che provoca uno spostamento verso la regione rossa dello spettro della lunghezza d'onda della radiazione emessa da un oggetto celeste (o comunque verso lunghezze d'onda maggiori), quando la sorgente di emissione si allontana dall'osservatore.

In generale, sappiamo che gli oggetti distanti, come le galassie, si allontanano dalla Terra a causa dell'espansione dell'universo.

Dall' ampiezza dello spostamento verso il rosso delle loro righe di emissione è possibile risalire, sulla base dell'effetto Doppler, alla velocità di recessione, cioè di allontanamento.

Inoltre, applicando la legge di Hubble, che stabilisce che la velocità di recessione causata dall'espansione dell'universo è direttamente proporzionale alla distanza dell'oggetto, è possibile determinarne la distanza.

Calcoli di questo tipo mostrano ad esempio che il quasar 3C 273 si trova a 1,5 miliardi di anni luce dalla Terra.

Alla fine degli anni ottanta, erano state identificate parecchie migliaia di quasar ed era stato misurato lo spostamento verso il rosso di centinaia di essi; in qualche caso il fattore di spostamento risulta maggiore di 4.

Assumendo che lo spostamento verso il rosso sia di natura cosmologica, questi quasar avrebbero velocità maggiori del 93% della velocità della luce e, secondo la legge di Hubble, le loro distanze sarebbero maggiori di 10 miliardi di anni luce.

La luce proveniente da questi oggetti sarebbe quindi in viaggio quasi dall'inizio della storia dell'universo.

Nel 1991 è stato scoperto, dall'osservatorio di Palomar, un quasar distante 12 miliardi di anni luce.

Dalla stima dell'energia che giunge sulla Terra da oggetti così distanti, si può dedurre che alcuni di essi producono più energia di 2000 galassie normali.

Uno di essi, noto come S50014 + 81, è addirittura 60.000 volte più brillante della nostra Via Lattea.

Inoltre, le misure radio e il fatto che le onde elettromagnetiche emesse da alcuni quasar subiscano consistenti variazioni durante periodi di qualche mese indicano che questi corpi celesti sono molto più piccoli delle galassie ordinarie.

Poiché le dimensioni di una sorgente variabile non possono essere molto più grandi della distanza che la luce percorre nel periodo di variazione, gli astronomi stimano che le dimensioni dei quasar variabili non possano superare un anno luce, cioè solo un centomillesimo delle dimensioni della Via Lattea.

Il solo meccanismo noto, che possa produrre una così grande quantità di energia in un volume relativamente piccolo, è la cattura di una grande quantità di materia da parte di un buco nero.

Alcuni astronomi, peraltro, sospettano che il grande spostamento dei quasar verso il rosso sia causato da fenomeni diversi dall'effetto Doppler, e che i quasar non siano in realtà distanti come sembrano.

L'astronomo americano Halton C. Arp, ad esempio, ha messo in evidenza grandi differenze tra gli spostamenti dei quasar verso il rosso e quello di altre galassie ai quali essi sembrano legati fisicamente; in molti altri casi, tuttavia, quasar e galassie ordinarie apparentemente legati mostrano caratteristiche spettrali simili.

Una teoria che sta guadagnando consensi è quella secondo la quale i quasar sono nuclei estremamente brillanti di galassie; i quasar e le radiogalassie potrebbero allora essere gli stessi oggetti visti sotto una diversa angolazione.