若實際物體的總輻射亮度(包括全部波長)與絕對黑體(見黑體輻射)的總輻射亮度相等,則黑體的溫度稱為實際物體的輻射溫度。此定義的數學運算式是

或者

式中ε(T)為實際物體的總發射率,它是溫度的函數,其數值在0與1之間;σ為斯忒藩—玻耳茲曼常數,等於5.67032×10-8m-2·K-4Tp 為絕對黑體的溫度或實際物體的輻射溫度(K);T為實際物體的真實溫度(K)。

  由於ε(T)是小於 1的正數,因而實際物體的輻射溫度總小於它的真實溫度,即TpT。物體的總發射率越小,其輻射溫度偏離真實溫度就越大。此外,實驗指出,在同一溫度下,物體的總發射率始終小於它的光譜發射率,由此,物體的輻射溫度總比它的相應的亮度溫度要小。這就是說,任何物體的輻射溫度對真實溫度的偏離比亮度溫度對真實溫度的偏離更大。測量實際物體的輻射溫度是用輻射高溫計(見高溫計)或輻射感溫器進行。