任何温度高于绝对零度的物体都会不断发射电磁波，正是这些电磁波产生了热辐射。与热传导和热对流一样，热辐射是不同物体之间发生热传递的三种方式之一。无论是设计光伏电池、热交换器还是节能结构，工程师都需要模拟热辐射的影响。想要了解热辐射，其中一个方法是了解电磁波本身。
电磁波沿着直线传播，并且还能在真空中传播，这使得热辐射具有热传导和热对流所不具有的特性：热辐射可以在没有介质的情况下发生。电磁波的一个重要特征是它的波长，无线电波波长很长，而伽马射线是波长很短，可见光的波长介于0.4到0.7微米之间。物体因其温度而发出的热辐射波长在0.1微米到100微米之间，它与光谱中的紫外、可见光和红外部分重叠。
物体每单位面积每单位时间所辐射的总能量称为辐射度E，它的单位是瓦特/平方米(W/m²)。为了研究热辐射，定义一个完美的辐射源是很有用的，它能在给定的温度下发出尽可能多的热辐射，这个理论上的物体叫做黑体。黑体的辐射度可以使用斯特藩-玻尔兹曼定律进行计算：E=σT⁴，其中T是以开尔文为单位的绝对温度，σ是斯特藩-玻尔兹曼常数。
将辐射度乘以物体的表面积可以得到辐射功率，例如一个半径30厘米、温度300开尔文的球形黑体将以520瓦的速率散发热量。斯特藩-玻尔兹曼定律中温度呈四次方，这意味着如果把该球形黑体升温到600开尔文，将使其每秒辐射的能量增加至16倍。
热辐射波长热辐射所发出的电磁波并不都具有相同的波长。对于温度300开尔文的黑体来说，其电磁辐射的波长主要在2微米到50微米之间。我们上述所计算的辐射功率，事实上是所有波长的贡献之和。随着黑体温度的增加，电磁波的波长越来越小。到了700开尔文，就到达了光谱的可见部分，这就是我们生活中所见到的“热得发光”。
太阳表面可以建模为一个温度为5800开尔文的黑体，它发出的热辐射的波长大部分都落在了光谱的可见范围内，它在紫外和红外区域也发出大量的能量。辐射最大功率的波长是科学家所关注的，它随温度的变化而变化，并由一个叫做维恩位移定律的关系给出。该定律经常用于天文学，如果我们测量一颗遥远恒星发出的光，我们可以确定辐射最大功率的波长，因此我们就可以算出该恒星的表面温度。
