輻射平衡是離開物體的總熱輻射等于進入物體的總熱輻射的條件。 它是熱力學平衡的幾個要求之一，但它可以在沒有熱力學平衡的情況下發生。 輻射平衡有多種類型，輻射平衡本身就是一種動態平衡。

一般來說，平衡是一種對立力量平衡的狀態，因此系統不會隨時間發生變化。 輻射平衡是熱平衡的具體情況，對于通過輻射傳熱進行熱交換的情況。

有幾種類型的輻射平衡。

皮埃爾·普雷沃斯特 (Pierre Prevost) 于 1791 年做出了一項重要的早期貢獻。普雷沃斯特認為，如今所謂的光子氣體或電磁輻射是一種他稱之為自由熱的流體。 普雷沃斯特提出，自由輻射熱是一種非常稀有的流體，它的射線像光線一樣，可以相互穿過而沒有明顯的干擾。 Prevost 的交換理論指出，每個物體都輻射到其他物體，并從其他物體接收輻射。 無論是否存在其他物體，每個物體都會發出輻射。

Prevost 在 1791 年提供了以下定義（翻譯）：

自由熱的xxx平衡是這種流體在一部分空間中的狀態，它接收的熱量與它釋放的熱量一樣多。

自由熱的相對平衡是這種流體在空間的兩個部分中的狀態，這兩個部分彼此接收等量的熱量，而且還處于xxx平衡狀態，或者經歷完全相等的變化。

Prevost 繼續評論說，溫度相同且相鄰的空間的幾個部分的熱量同時處于兩種平衡狀態。

根據 Planck (1914)，輻射場通常用特定輻射強度來描述，它是某一時刻空間區域中每個幾何點的函數。 這與 Prevost 的定義模式略有不同，后者是針對空間區域的。 它在概念上也與 Prevost 的定義略有不同：Prevost 考慮的是束縛熱和自由熱，而今天我們考慮的是分子的動能和其他動能中的熱，也就是說物質中的熱，以及熱能 光子氣體。 Goody 和 Yung (1989) 給出了詳細的定義。 他們想到物質中熱輻射與熱量的相互轉換。 他們從特定的輻射強度推導出 F ν {\displaystyle \mathbf {F} _{\nu }} ，空間區域中每個點的單色矢量輻射通量密度，等于時間平均 單色 Poynting 矢量（Mihalas 1978，第 9-11 頁）。 他們將物質從輻射中獲得的單色體積特定熱增益率定義為單色通量密度矢量散度的負值。

他們通過以下方式定義（逐點）輻射平衡

這意味著，在（逐點）輻射平衡的空間區域的每個點，對于所有輻射頻率，熱輻射與物質能量含量之間的能量相互轉換的總和為零（零）。 逐點輻射平衡與Prevost 的xxx輻射平衡密切相關。

Mihalas 和 Weibel-Mihalas (1984) 強調該定義適用于靜態介質，其中物質不移動。 他們還考慮移動媒體。

1906 年，卡爾·史瓦西 (Karl Schwarzschild) 考慮了一個系統，在該系統中，對流和輻射都起作用，但輻射比對流更有效，以至于對流可以被忽略，作為近似值，輻射可以被認為是主要的。

這適用于溫度非常高的情況，例如在恒星中，但不適用于行星的大氣層。

Subrahmanyan Chandrasekhar（1950 年，第 290 頁）寫了一個恒星大氣層模型，其中除了輻射外沒有其他機制用于在大氣層內傳輸熱量……[并且]周圍沒有熱源這是 與 Schwarzschild 1906 年的近似概念幾乎沒有區別，但表述更為精確。

Planck (1914, page 40) 提到了熱力學平衡的條件。