Moderný astronomický výskum nazhromaždil ohromujúce množstvo poznatkov o vesmíre aj napriek extrémnym obmedzeniam v pozorovaní a zbere údajov. Astronómovia bežne hlásia podrobné informácie o objektoch, ktoré sú vzdialené bilióny kilometrov. Jednou zo základných techník astronomického výskumu je meranie elektromagnetického žiarenia a vykonávanie podrobných výpočtov na stanovenie teploty vzdialených objektov.
Farba svetla vyžarovaného hviezdou odhaľuje jeho teplotu a teplota hviezdy určuje teplotu blízkych objektov, napríklad planét. Svetlo vzniká, keď nabité atómové častice vibrujú a uvoľňujú energiu ako svetelné častice, známe ako fotóny. Pretože teplota zodpovedá vnútornej energii objektu, teplejšie objekty budú emitovať fotóny s vyššou energiou. Energia fotónov určuje vlnovú dĺžku alebo farbu svetla; teda farba svetla vyžarovaného predmetom je údajom o teplote. Tento jav však nie je možné pozorovať, kým sa objekt mimoriadne nezohreje - asi 3 000 stupňov Celzia (5 432 stupňov Fahrenheita) - pretože nižšie teploty vyžarujú skôr infračervené spektrum ako viditeľné spektrum.
Koncept čierneho telesa je nevyhnutný na meranie teploty astronomických objektov. Čierne telo je teoretický objekt, ktorý dokonale absorbuje energiu zo všetkých vlnových dĺžok svetla. Okrem toho vyžarovanie svetla z čierneho telesa nie je ovplyvnené kompozíciou objektu. To znamená, že čierne telo vyžaruje svetlo podľa určitého farebného spektra, ktoré závisí výlučne od teploty objektu. Hviezdy nie sú ideálne čierne telesá, sú však dostatočne blízko na to, aby umožnili presnú aproximáciu teploty na základe emisných vlnových dĺžok.
Jednoduché vizuálne pozorovanie neodhaľuje teplotu hviezdy, pretože teplota určuje špičkovú emisnú vlnovú dĺžku, nielen jedinú emisnú vlnovú dĺžku. Hviezdy sa vo všeobecnosti javia ako belavé, pretože ich emisné spektrum pokrýva široké spektrum vlnových dĺžok a ľudské oko interpretuje zmes všetkých farieb ako biele svetlo. Astronómovia následne používajú optické filtre, ktoré izolujú určité farby, a potom porovnávajú intenzitu týchto izolovaných farieb a určujú približný vrchol emisného spektra hviezdy.
Planetárne teploty sa určujú ťažšie z dôvodu absorpcie a emisie charakteristiky planéty nemusia byť adekvátne podobné absorpčným a emisným charakteristikám čierneho tela. Atmosféra a povrchové materiály planéty môžu odrážať značné množstvo svetla a časť absorbovanej svetelnej energie si zachováva skleníkový efekt. Astronómovia následne odhadujú teplotu vzdialenej planéty pomocou zložitých výpočtov, ktoré zohľadňujú také premenné, ako je teplota planéty najbližšia hviezda, vzdialenosť planéty od hviezdy, percento odrážaného svetla, zloženie atmosféry a rotácia planéty charakteristiky.