太陽的溫度非常高，其表面溫度可達5500攝氏度，人類目前所能制造出的最耐高溫材料在這種溫度下也會發生熔化。并且太陽距離地球很遙遠，我們不可能直接用工具測量出太陽的溫度。不過，通過分析太陽的光譜可以知道太陽表面的溫度。

對于任意溫度高于0 K的物體（已知的任何物體都是這樣），它們都會向外輻射出特定的電磁波，其電磁波譜的形狀取決于溫度。舉例來說，一塊鐵被加熱時，它的溫度不斷升高，其電磁波譜的特征也會不斷發生變化，對應看起來的顔色也會随之改變。鐵的溫度較低時呈現為紅色，而溫度較高時呈現為白色。

對于黑體（完全吸收電磁波的理想物體）而言，在任意一個溫度下，其電磁波的輻射率和波長關系可以由普朗克黑體輻射定律進行描述：

普朗克黑體輻射定律

上式中，I(λ,T)為輻射率，h為普朗克常數，c為真空中的光速，λ為波長，k為玻爾茲曼常數，T為溫度。

雖然黑體隻是一種理想物體，但恒星與黑體的相似高達99.9%，所以恒星可視作黑體，它們也會遵循普朗克定律。根據普朗克定律，可以繪制出在某一溫度下，電磁波的輻射率和波長之間的關系圖：

普朗克黑體輻射定律

通過測量太陽在不同波段輻射出的電磁波強度，可以繪制出太陽的電磁波譜曲線，然後把該曲線與普朗克黑體輻射定律給出的理論曲線進行拟合，這樣就能确定太陽表面的溫度。結果表明，在5772 K，即5499 ℃的溫度下，拟合度非常高，所以這個溫度即為太陽表面的溫度。

太陽輻射波譜

另一方面，根據黑體輻射原理，還可以得到如下的斯特藩-玻爾茲曼定律：

斯特藩-玻爾茲曼定律

或者

上式中，L表示恒星的光度（輻射功率）、r表示恒星的半徑，σ表示斯特藩-玻爾茲曼常數（5.67×10^-8 W/m^2/K^4）、T表示恒星的表面溫度。

可以看到，隻要知道太陽的光度和半徑就能計算出太陽的表面溫度。

通過位于太空中繞地球飛行的人造衛星，可以測出太陽照射到地球軌道上的輻射功率S（又稱太陽常數）為1361 W/m^2，也就是說，地球軌道上每平方米的面積在每秒鐘接收到的太陽能量為1361 J。

由于太陽在單位時間内向各個方向輻射出的能量基本上的均勻的，所以根據如下的公式可以把太陽光度和太陽常數聯系起來：

L=4πd^2·S

其中d表示日地距離，大小約為1.5億公裡。因此，由上式能計算出太陽光度為3.828×10^26 W。

根據日地距離和太陽視直徑，可以知道太陽的半徑約為6.957×10^8 m。

綜上，把太陽光度和半徑參數代入斯特藩-玻爾茲曼定律，可以計算出太陽的表面溫度T≈5772 K。