Plus un objet est sombre, plus il absorbe efficacement le rayonnement et plus il devient chaud. Inversement, les objets plus chauds émettent une lumière de longueur d'onde plus courte. Les objets avec une énergie thermique suffisante brillent visiblement en rouge, jaune, blanc puis bleu.
La température est une mesure de l'énergie cinétique des atomes d'un matériau. Plus la température du matériau est élevée, plus ses atomes possèdent d'énergie cinétique. La lumière est émise lorsque des particules chargées, telles que des ions ou des électrons, vibrent. Une fréquence de vibration atomique plus élevée produit des longueurs d'onde lumineuses plus courtes. Les objets plus chauds ont à la fois un plus grand nombre de charges vibrantes et des fréquences vibratoires plus élevées. La distribution spectrale émise par un matériau dépend de sa composition. Différents éléments émettent différentes raies spectrales, qui se combinent pour produire un spectre d'émission continu.
Ces différences de composition entraînent également des différences dans la manière dont la lumière est absorbée et réémise. Les objets visiblement plus sombres absorbent une gamme spectrale plus large de lumière visible. Cette absorption d'énergie lumineuse augmente l'énergie cinétique des atomes du matériau, chauffant le matériau. Le fait qu'un matériau soit transparent, réfléchissant ou absorbant à une certaine longueur d'onde de la lumière incidente dépend de ses propriétés électroniques, déterminées par le type d'atomes et la manière dont ces atomes se lient. Par exemple, l'aspect brillant de la plupart des métaux résulte de l'interaction des électrons et des noyaux ioniques dans les liaisons métalliques avec la lumière incidente.
