Bất kỳ vật thể nào có nhiệt độ trên độ không tuyệt đối (-273.15 °C) đều phát ra năng lượng hồng ngoại (nhiệt) dựa trên nhiệt độ của nó. Năng lượng hồng ngoại do một vật thể phát ra được gọi là phân bố nhiệt của nó.
Nói chung, vật thể càng nóng thì nó càng phát ra nhiều bức xạ. Máy ảnh nhiệt về cơ bản là một cảm biến nhiệt phát hiện và ghi lại các khác biệt nhiệt độ nhỏ. Nó thu thập bức xạ hồng ngoại từ các vật thể và tạo ra các điểm ảnh dựa trên thông tin về sự khác biệt nhiệt độ để tạo thành một hình ảnh. Vì các vật thể hiếm khi có nhiệt độ chính xác giống như các vật thể xung quanh, nên camera ảnh nhiệt có thể phát hiện sự khác biệt của chúng và tạo ra các độ tương phản sắc nét trong ảnh nhiệt, đây là nguyên tắc cơ bản của chụp ảnh nhiệt hồng ngoại
Bất kỳ vật thể nào cũng có khả năng liên tục bức xạ, hấp thụ và phản xạ sóng điện từ. Các sóng điện từ bức xạ khác nhau ở mỗi dải, nghĩa là chúng có một phân bố quang phổ nhất định. Phân bố quang phổ này liên quan đến các đặc điểm của chính vật thể và nhiệt độ của nó, vì vậy nó được gọi là bức xạ nhiệt.
Các vật thể trong đời thực thể hiện các đặc tính bức xạ khác nhau. Do đó, người ta xem xét một thể tích mô hình có các đặc tính bức xạ lý tưởng trước tiên và sau đó áp dụng cho các vật thể thực tế đang xảy ra như một tham chiếu, thể tích mô hình này được gọi là "vật đen" trong vật lý bức xạ. Nó là duy nhất ở chỗ, trong số tất cả các vật thể có cùng nhiệt độ, nó thể hiện sự phát xạ bức xạ lớn nhất có thể.
Để nghiên cứu định luật bức xạ nhiệt không phụ thuộc vào các đặc tính vật lý cụ thể, các nhà vật lý đã định nghĩa vật đen này là một vật thể tiêu chuẩn để nghiên cứu bức xạ nhiệt.
Cái gọi là vật đen có nghĩa là tất cả các sóng điện từ tới đều bị hấp thụ, không bị phản xạ cũng không bị truyền qua (tất nhiên, vật đen vẫn bức xạ ra ngoài).
Trong mọi điều kiện, một vật thể hấp thụ hoàn toàn bức xạ bên ngoài của bất kỳ bước sóng nào mà không có bất kỳ sự phản xạ nào, tức là một vật thể có tỷ lệ hấp thụ là 1.
Trong bức xạ vật đen, màu sắc của ánh sáng thay đổi theo nhiệt độ và vật đen thể hiện một quá trình thay đổi dần dần từ đỏ, đỏ cam, vàng, vàng trắng, trắng, xanh trắng. Khi màu sắc của ánh sáng do một nguồn sáng phát ra trông giống như màu sắc do một vật đen phát ra ở một nhiệt độ nhất định, nhiệt độ của vật đen được gọi là nhiệt độ màu của nguồn sáng. Nhiệt độ của "vật đen" càng cao, màu xanh lam và ít màu đỏ hơn của quang phổ sẽ có.
Theo định luật bức xạ của Kirchhoff, tỷ lệ năng lượng do một vật thể phát ra trong trạng thái cân bằng nhiệt với tốc độ hấp thụ không liên quan gì đến các đặc tính vật lý của chính vật thể đó, mà chỉ liên quan đến bước sóng và nhiệt độ. Theo định luật bức xạ của Kirchhoff, ở một nhiệt độ nhất định, một vật đen phải là vật thể có khả năng bức xạ lớn nhất, có thể được gọi là bộ phát xạ hoàn chỉnh.
Bức xạ vật đen đề cập đến bức xạ do một bộ phát lý tưởng phát ra, phát ra lượng bức xạ lớn nhất ở một nhiệt độ và bước sóng cụ thể. Đồng thời, một vật đen là một vật thể có thể hấp thụ tất cả bức xạ tới và sẽ không phản xạ bất kỳ bức xạ nào, nhưng một vật đen không nhất thiết phải là màu đen. Ví dụ, mặt trời là một hành tinh khí. Có thể coi rằng bức xạ điện từ hướng vào mặt trời khó có thể bị phản xạ trở lại, vì vậy mặt trời được coi là một vật đen (vật đen tuyệt đối không tồn tại). Về mặt lý thuyết, vật đen phát ra sóng điện từ của tất cả các bước sóng trên quang phổ.