二色図
恒星の放射スペクトルは、黒体放射のスペクトルとよく似ており、実際、恒星のスペクトルを恒星表面の有効温度で計算した黒体放射スペクトルで近似することは多い。黒体放射スペクトルは、プランク関数で表され、その輪郭は温度一つで決まり、温度が上がる程青く、つまり短い波長の光が強くなってゆく。そのため、恒星の色からは恒星の温度についての情報を得ることが期待され、例えば青い恒星は赤い恒星より高温であることが予測される。
恒星の温度を見積もる上で、良い指標となるのが、2つの異なる波長帯での等級の差をとった色指数である。色指数は等級間の減算であるので、色指数の単位もまた等級であり、等級は恒星の放射エネルギーフラックスの対数をとるので、等級差は放射エネルギーフラックスの比を与えることになる。比をとることで、温度によって大きく異なる黒体放射の絶対的な強度や、光源までの距離は打ち消し合い、それらに依存しない指標とすることができる。
色指数としてよく用いられるのは、可視光域であれば例えばジョンソン・システムのU-B、B-Vである。縦軸にU-B、横軸にB-Vをとった二色図に、理論的な黒体放射と、観測された恒星の色指数を図示すると、同じような傾向を示し、B-Vの一部の範囲に対応するU-Bの値は似ているが、全体として恒星の曲線は、直線的な黒体放射の線からずれる。このずれは、恒星大気に含まれる元素の吸収線などがあることが影響しており、特にずれが大きい部分は水素のバルマー系列における連続的な吸収によるバルマー不連続の効果が強く現れている。