Vogel foi pioneiro no uso da espectroscopia na astronomia, tendo aplicado este instrumento para analisar quimicamente atmosferas planetárias e para determinar o período de rotação do sol pelo efeito Doppler.
Em 1882, Vogel tornou-se diretor do Instituto de Astrofísica de Potsdam, tendo sido primariamente conhecido por uma descoberta ali feita em 1890. Vogel descobriu que o espectro de certas estrelas mudava com o tempo, mudando para o vermelho e depois para o azul. Vogel interpretou que a estrela estava a afastar-se da Terra e movendo-se em direção à Terra, respetivamente, com o resultante efeito Doppler possibilitando a Vogel esta sua conclusão. As estrelas aparentavam orbitar em torno de um centro de massa comum, e portanto, eram estrelas binárias. Porém, a observação visual de cada estrela componente não era possível via telescópios, portanto, tais estrelas foram chamadas de binárias espetroscópicas.
Vogel descobriu que Algol era uma estrela binária, pelo efeito Doppler detetado.
