Сучасні астрономічні дослідження накопичили дивовижне багатство знань про Всесвіт, незважаючи на крайні обмеження щодо спостереження та збору даних. Астрономи регулярно повідомляють детальну інформацію про об'єкти, що знаходяться на трильйони миль від них. Один з найважливіших прийомів астрономічних досліджень включає вимірювання електромагнітного випромінювання та виконання детальних розрахунків для визначення температури віддалених об'єктів.
Колір світла, яке випромінює зірка, виявляє його температуру, а температура зірки визначає температуру сусідніх об’єктів, таких як планети. Світло утворюється, коли заряджені атомні частинки вібрують і виділяють енергію у вигляді легких частинок, відомих як фотони. Оскільки температура відповідає внутрішній енергії об’єкта, гарячіші об’єкти будуть випромінювати фотони вищої енергії. Енергія фотонів визначає довжину хвилі або колір світла; таким чином, колір світла, що випромінює предмет, є показником температури. Однак це явище не спостерігається, доки об’єкт не нагріється надзвичайно - близько 3000 градусів Цельсія (5432 градуси за Фаренгейтом) - оскільки нижчі температури випромінюють в інфрачервоному спектрі, а не в видимому спектру.
Поняття чорного тіла є важливим для вимірювання температури астрономічних об'єктів. Чорне тіло - це теоретичний об'єкт, який ідеально поглинає енергію з усіх довжин хвиль світла. Крім того, на випромінювання світла від чорного тіла не впливає склад об’єкта. Це означає, що чорне тіло випромінює світло відповідно до певного спектру кольорів, який залежить виключно від температури об'єкта. Зірки не є ідеальними чорними тілами, але вони досить близькі, щоб забезпечити точне наближення температури на основі довжин хвиль випромінювання.
Просте візуальне спостереження не виявляє температури зірки, оскільки температура визначає пікову довжину хвилі випромінювання, а не єдину довжину хвилі випромінювання. Зірки зазвичай виглядають білуватими, оскільки їх спектри випромінювання охоплюють широкий діапазон довжин хвиль, а людське око інтерпретує суміш усіх кольорів як біле світло. Отже, астрономи використовують оптичні фільтри, які ізолюють певні кольори, потім вони порівнюють інтенсивності цих ізольованих кольорів, щоб визначити приблизний пік спектра випромінювання зірки.
Планетарні температури важче визначити через поглинання та викиди характеристики планети можуть бути недостатньо подібними до характеристик поглинання та викидів чорношкірого. Атмосфера і поверхневі матеріали планети можуть відбивати значну кількість світла, а частина поглиненої світлової енергії зберігається за рахунок парникового ефекту. Отже, астрономи оцінюють температуру далекої планети шляхом складних розрахунків, що враховують такі змінні, як температура найближча зірка, відстань планети від зірки, відсоток світла, що відбивається, склад атмосфери та обертання планети характеристики.