Più scuro è un oggetto, più efficacemente assorbe le radiazioni e più diventa caldo. Al contrario, gli oggetti più caldi emettono luce di lunghezza d'onda più corta. Gli oggetti con energia termica sufficiente si accendono visibilmente in rosso, giallo, bianco e blu.
La temperatura è una misura dell'energia cinetica degli atomi di un materiale. Maggiore è la temperatura del materiale, maggiore è l'energia cinetica che i suoi atomi possiedono. La luce viene emessa quando le particelle cariche, come gli ioni o gli elettroni, vibrano. Una frequenza vibratoria atomica superiore produce lunghezze d'onda della luce più corte. Gli oggetti più caldi hanno sia un maggior numero di cariche vibranti e frequenze vibratorie più elevate. La distribuzione spettrale emessa da un materiale dipende dalla sua composizione. Diversi elementi emettono diverse linee spettrali, che si combinano per produrre uno spettro di emissione continuo.
Queste differenze di composizione portano anche a differenze nel modo in cui la luce viene assorbita e riemessa. Gli oggetti visibilmente più scuri assorbono una gamma spettrale più ampia di luce visibile. Questo assorbimento di energia luminosa solleva l'energia cinetica degli atomi materiali, riscaldando il materiale. Se un materiale è trasparente, riflettente o assorbente per una certa lunghezza d'onda della luce incidente dipende dalle sue proprietà elettroniche, determinate dal tipo di atomi e dal modo in cui questi atomi si legano. Ad esempio, l'aspetto lucente della maggior parte dei metalli deriva dall'interazione degli elettroni e dei nuclei di ioni in legami metallici con luce incidente.
