確定恒星的溫度是天體物理學最重要的課題之一。實測隻能獲得恒星大氣層的溫度，內部溫度則必須通過理論分析來估算。關於恒星的溫度有許多不同的定義，用得最多的是有效溫度Tθ，即與恒星具有同樣總輻射流F和同樣半徑的絕對黑體的溫度。一般可認為它代表恒星光球層的溫度，實際上這種溫度應看作是各個層次的某種平均溫度。它可以根據斯忒藩公式F=σT挮推求出來，其中σ=5.67×10-5爾格／(秒·厘米2·度4)，是斯忒藩-玻耳茲曼常數。由於地球大氣和儀器均存在嚴重的吸收及其他問題，恒星總輻射流F很難求得，所以Tθ也難求出。有時，可用公式 lgTθ=lgT嫯—0.1ΔMV+0.1Δ(BC)—0.5lg(θ/θ嫯)來計算Tθ。式中T嫯和θ嫯分別為太陽的有效溫度和角直徑，△Mv和△(BC)分別為恒星與太陽的絕對目視星等（見星等）的差和熱改正的差，θ為恒星的角直徑。
由於Tθ不易測定，所以還要定義下列幾種溫度:
① 色溫度Tc是一定波段內的連續譜形狀與恒星相同的絕對黑體的溫度。
② 梯度溫度或特征溫度Tg是給定波長λ處的絕對梯度
與恒星在同一波長處的絕對梯度
相等的絕對黑體的溫度。其中
C
2=1.4398厘米·度，
E(λ)為恒星在λ處的能量分佈。
③ 輻射溫度Tr是在一定波段和單位時間、單位面積內的輻射流量與恒星相同的絕對黑體的溫度。由於恒星並非黑體，所以不同波段的輻射溫度是不同的。顯然利用全波段求得的熱輻射溫度就是有效溫度。
④ 亮溫度Tb，又稱黑體溫度，是在任何波長λ單位面積、單位時間內輻射流量與恒星相同的絕對黑體的溫度。
⑤ 激發溫度或電離溫度是根據恒星大氣中同一元素的不同激發態的譜線（或同一元素的不同電離級的譜線）的強度比與恒星大氣的溫度相關性來確定的溫度。由於恒星光譜正是根據光譜中吸收線的種類和譜線強度比來分類的，所以可直接由光譜型來確定這種溫度（不過譜線的強度比還與恒星的大氣壓力有關）。
⑥ 動力學溫度Tk是根據恒星大氣中質量為m的質點的平均動能
來定義的溫度，其中
v為質點的均方根速度，
k=1.38×
10
-16爾格/度為玻耳茲曼常數。
在上述各種溫度中，Tc和Tg最容易求得。如果知道瞭恒星大氣中的連續吸收系數，就可求出各種溫度之間的互換關系。可以看出，恒星的溫度與其光譜型有直接的聯系，因此光譜分類中的光譜型又常叫作溫度型（見恒星光譜分類、恒星光譜）。知道恒星的光譜型便可大致地估計出它的溫度。
參考書目
D.F.Gray，The Observation and analysis of stellar photospheres，pp.359～375，John wiley and Sons，New York，1976.