現在正值高溫酷暑時期，全國很多地方的日最高溫度都已經突破30攝氏度，筆者身處東北地區的吉林省，雖然最高溫度目前也僅有31、2度，比起南方一些地區要「涼爽」許多，但是走在外面暴露在太陽底下，一會兒就渾身冒汗，忍受不了了。我們知道，地球表面的熱量幾乎全部來自於太陽輻射，而接收到的這點能量只占到太陽向外釋放能量的22億分之一，況且從太陽到地球還要通過較長的宇宙空間，以熱輻射的形式才將能量從太陽的表面傳遞到地球大氣層，依據太陽照射時間的長短特別是入射角度的大小，地表所接收到的太陽能量會呈現不同的狀態，這也是為什麼地球的北半球在夏天距離太陽較遠，卻因為入射角度的增大，環境溫度反而變得增加的重要原因。
太陽是一顆恆星，其向外釋放的能量，來源於內部每時每刻都在進行著的核聚變反應，對於太陽這種規模的恆星來說，其主要成分為氫和氦，現階段所進行的核聚變主要是以氫聚變為氦為主，具體來說，就是在核心區的高溫高壓條件下，通過一定幾率的量子隧穿效應，使氫原子中的質子突破了原子核之間庫侖力的排斥，從而進入到另外的原子核之中，與另外的質子結合形成氫的一種同位素－氘，繼而再聚合為氦3和氦4，在此過程中釋放相應的伽馬光子、中微子和能量，這也是所謂的恆星中質子－質子鏈式反應。在太陽內部，還有一種核聚變類型，即碳氧循環過程，說白了，也是一種鏈式反應，不過所占的比重較小。
從太陽核聚變過程中所產生的能量，以不同頻率的電磁波為載體，向外界傳遞。根據太陽發出電磁波的不同類型，可以將太陽光分為伽馬射線、X射線、紫外線、可見光、紅外線和無線電波。科學家們根據太陽光線所形成的光譜特徵，將太陽發出的光線視為黑體輻射，即假定太陽一種理想狀態下的輻射源，在特定的溫度和波長條件下可以釋放出最大的輻射能量，這種輻射強度僅與光源發出光線的頻率和光源的溫度有關。據此，我們可以將我們接收到的太陽光譜，與理想狀態下的黑體輻射相比較，通過同一顏色所對應的黑體輻射溫度，我們就可以判定太陽表面的溫度。
科學家正是應用了上述原理，在不接觸或者不近距離接觸太陽時，就能通過太陽光譜中輻射能量最高光線的波長或者頻率，來反推太陽表面的溫度。計算的方法就是應用了基爾霍夫輻射定律裡面的維恩位移方程，即輻射溫度與輻射能量最高值對應的光線波長二者的乘積為一定值。在太陽的光譜中，對應輻射能量最高的部分位於可見光區，具體波長為500nm，所以太陽表面的溫度可以計算出的結果約為5800K，即5570攝氏度左右。
至於太陽內部的溫度測算，則主要是依據溫度－壓強的熱力學公式推導出來的，計算過程簡單地說就是根據太陽體積保持穩定的條件下，太陽物質因重力向內坍縮要與內核向外的輻射壓保持平衡，而輻射壓的產生則是熱運動作用的結果，通過計算太陽內部的壓力，然後通過「多少溫度才可以產生出這麼大的輻射壓」這種推導過程得出最終的結果，具體計算過程相對複雜一些，這裡不再羅列了，得出的太陽內部溫度大約在1500萬K左右。
處在主序期內的恆星，其內部核聚變程度的劇烈程度，將直接關係到恆星的內核溫度，繼而影響著其表面溫度。而恆星的質量越大，則一方面在內部參與核聚變的物質就會越多，單位時間內進行質子－質子鏈式反應的輕元素數量就越多，所釋放的能量就越高；另一方面恆星外層物質向內的重力作用就會越明顯，因內核參與核聚變物質的短期減少所引發的坍縮效應就越明顯，從而推動內部核聚變越來越強烈，內核的溫度也會越來越高。
通過以上的分析，我們可以看出，不同質量的恆星，其內部核反應的強度會有差異，進而所釋放的能量密度會有相應的不同，根據黑體輻射定律，在地球上所接收到的恆星光譜中輻射能量最大的區間也會有差異，這也就造成了恆星所呈現的顏色有所不同。科學家們根據恆星的不同顏色，來標註恆星相對於太陽的光度比率，繪製了恆星的赫羅圖，整體趨勢是恆星表面溫度越高，則顏色越來越傾向於藍色，表面溫度越低，則傾向於紅色。這種顏色的區別，其實對應的也往往表現出恆星質量大小的差異。
太陽在能夠觀測到的恆星世界裡，雖然屬於質量中等偏下的水平，但是這種界定是基於恆星的最小質量下限與發現的最高質量的平均分布為衡量標準的，而實際上宇宙中95%以上的恆星都沒有太陽的質量大，也就意味著95%以上的恆星在赫羅圖中處於太陽的亮度之下。不過，仍然有不到5%處於主序期的恆星，由於質量非常大，其內部核聚變程度非常之高，表面溫度也比太陽要高。例如藍超巨星系列，其光譜類型為O或者B型，表面溫度可以達到上萬K甚至10萬K級別，隨著時間的推移，藍超巨星在內部核聚變物質逐漸減少到一定程度後，會演化為紅超巨星，表面溫度隨即慢慢下降。
另外，大質量恆星在處於超新星爆發的前期時，也會呈現非常高的亮度，比如WR102（人馬座的沃爾夫·拉葉星），質量是太陽的19倍左右，是目前科學家們發現的表面溫度最高的恆星，數值達到驚人的21萬K。
當然，還有一些已經結束了主序期的恆星殘骸，受到超新星爆發的影響，其表面和周圍空間溫度會異常高，在超新新星爆發時能達到上百上千億K，最終的殘骸繼續坍縮為中子星以後，表面溫度也會達到上百萬K，隨後將進入漫長的冷卻期。