熱輻射是物質中粒子熱運動產生的電磁輻射。 當材料中電荷（常見物質形式的電子和質子）運動產生的熱量轉化為電磁輻射時，就會產生熱輻射。 所有溫度大于xxx零的物質都會發出熱輻射。 在室溫下，大部分發射都在紅外 (IR) 光譜中。： 73–86 粒子運動導致電荷加速或偶極子振蕩，從而產生電磁輻射。

動物發出的紅外輻射（可用紅外相機檢測）和宇宙微波背景輻射是熱輻射的例子。

如果輻射物體在熱力學平衡狀態下滿足黑體的物理特性，則這種輻射稱為黑體輻射。 普朗克定律描述了黑體輻射的光譜，它完全取決于物體的溫度。 維恩位移定律決定了發射輻射的最可能頻率，斯特凡-玻爾茲曼定律給出了輻射強度。

熱輻射也是傳熱的基本機制之一。

熱輻射是所有溫度大于xxx零的物質發射的電磁波。 熱輻射反映了熱能向電磁能的轉換。 熱能是物質中原子和分子隨機運動的動能。 所有具有非零溫度的物質都是由具有動能的粒子組成的。 這些原子和分子由帶電粒子組成，即質子和電子。 物質粒子之間的動力學相互作用導致電荷加速和偶極振蕩。 這導致耦合電場和磁場的電動產生，導致光子發射，將能量從身體輻射出去。 包括可見光在內的電磁輻射將在真空中無限傳播。

熱輻射的特性取決于它發出的表面的各種特性，包括它的溫度、它的光譜發射率，如基爾霍夫定律所表達的那樣。 輻射不是單色的，即它不僅包含單一頻率，還包含光子能量的連續光譜，即其特征光譜。 如果輻射體及其表面處于熱力學平衡狀態，并且表面對所有波長都具有完美的吸收率，則它被表征為黑體。 黑體也是完美的發射體。 這種完美發射器的輻射稱為黑體輻射。 任何物體的發射率與黑體的發射率之比就是物體的發射率，因此黑體的發射率是單位（即 1）。

所有物體的吸收率、反射率和發射率都取決于輻射的波長。 由于互易性，任何特定波長的吸收率和發射率在平衡時是相等的——好的吸收體必然是好的發射體，而差的吸收體必然是差的發射體。 溫度決定了電磁輻射的波長分布。 例如，右圖中的白色涂料對可見光的反射率很高（反射率約為 0.80），因此由于反射了峰值波長約為 0.5 微米的太陽光，人眼會呈現白色。 然而，它在溫度約為 -5°C（23°F）、峰值波長約為 12 微米時的發射率為 0.95。 因此，對于熱輻射，它看起來是黑色的。

黑體以不同頻率發射的能量分布由普朗克定律描述。 在任何給定溫度下，都有一個頻率 fmax，在該頻率下發射的功率xxx。 維恩位移定律，以及頻率與波長成反比的事實表明，峰值頻率 fmax 與黑體的xxx溫度 T 成正比。 太陽的光球層溫度約為 6000 K，主要在電磁波譜的（人類）可見部分發出輻射。 地球的大氣層對可見光是部分透明的，到達地表的光被吸收或反射。 地球表面發出吸收的輻射，近似于 300 K 的黑體行為，光譜峰值位于 fmax。 在這些較低的頻率下，大氣在很大程度上是不透明的，來自地球表面的輻射被大氣吸收或散射。 雖然大約 10% 的這種輻射逃逸到太空中，但大部分被吸收，然后被大氣氣體重新發射。 正是大氣的這種光譜選擇性導致了行星溫室效應，總體上導致了全球變暖和氣候變化（但當大氣的成分和性質沒有改變時，也對氣候穩定起到了關鍵作用）。