Współczesne badania astronomiczne zgromadziły zdumiewające bogactwo wiedzy o wszechświecie pomimo skrajnych ograniczeń w zakresie obserwacji i gromadzenia danych. Astronomowie rutynowo przekazują szczegółowe informacje o obiektach oddalonych o biliony mil. Jedną z podstawowych technik badań astronomicznych jest pomiar promieniowania elektromagnetycznego i wykonywanie szczegółowych obliczeń w celu określenia temperatury odległych obiektów.
Kolor światła emitowanego przez gwiazdę określa jej temperaturę, a temperatura gwiazdy określa temperaturę pobliskich obiektów, takich jak planety. Światło powstaje, gdy naładowane cząstki atomowe wibrują i uwalniają energię jako cząstki światła, znane jako fotony. Ponieważ temperatura odpowiada energii wewnętrznej obiektu, cieplejsze obiekty będą emitować fotony o wyższej energii. Energia fotonów określa długość fali lub kolor światła; w ten sposób kolor światła emitowanego przez przedmiot jest wskaźnikiem temperatury. Zjawiska tego nie można jednak zaobserwować, dopóki obiekt nie stanie się bardzo gorący – około 3000 stopni Celsjusza (5432 stopni Fahrenheita) – ponieważ niższe temperatury promieniują w widmie podczerwonym, a nie widzialnym widmo.
Pojęcie ciała doskonale czarnego jest niezbędne do pomiaru temperatury obiektów astronomicznych. Ciało doskonale czarne to obiekt teoretyczny, który doskonale pochłania energię ze wszystkich długości fal światła. Ponadto na emisję światła z ciała doskonale czarnego nie ma wpływu skład obiektu. Oznacza to, że ciało doskonale czarne emituje światło zgodnie z określonym spektrum kolorów, które zależy wyłącznie od temperatury obiektu. Gwiazdy nie są idealnymi ciałami czarnymi, ale są wystarczająco blisko, aby umożliwić dokładne przybliżenie temperatury na podstawie długości fal emisji.
Prosta obserwacja wizualna nie ujawnia temperatury gwiazdy, ponieważ temperatura określa szczytową długość fali emisji, a nie jedyną długość fali emisji. Gwiazdy na ogół wydają się białawe, ponieważ ich widma emisyjne obejmują szeroki zakres długości fal, a ludzkie oko interpretuje mieszankę wszystkich kolorów jako światło białe. W konsekwencji astronomowie używają filtrów optycznych, które izolują określone kolory, a następnie porównują intensywność tych izolowanych kolorów, aby określić przybliżony szczyt widma emisyjnego gwiazdy.
Temperatury planetarne są trudniejsze do określenia, ponieważ absorpcja i emisja charakterystyka planety może nie być dostatecznie podobna do charakterystyki pochłaniania i emisji ciała doskonale czarnego. Atmosfera i materiały na powierzchni planety mogą odbijać znaczne ilości światła, a część pochłoniętej energii świetlnej jest zatrzymywana przez efekt cieplarniany. W związku z tym astronomowie szacują temperaturę odległej planety poprzez złożone obliczenia, które uwzględniają takie zmienne, jak temperatura najbliższa gwiazda, odległość planety od gwiazdy, procent odbitego światła, skład atmosfery i rotacja planety cechy.