온도가 높은 물체에서 복사된 빛의 색을 흑체(黑體)에서 열복사된 색으로 간주하고 측정한 온도. 색의 온도라는 뜻이기는 하지만 색이 온도를 가지는지 구분되지 않으므로 온도계로 측정할 수는 없다.

색온도란 완전한 복사체, 즉 흑체를 설정하고 흑체의 온도를 변화시키면 흑체에서 나오는 빛의 분광 에너지 분포가 변화하여 색이 변한다는 점에 착안해서 임의의 색과 동일한 색을 내는 흑체 온도로서 그 색을 나타내는 것이다.

흑체복사는 여러 조건을 엄밀하게 갖춘 실험실에서만 관측 가능하므로 간단히 경험할 수는 없다.

그렇지만 일례로, 타고 있는 불 속에 석탄을 집어넣을 때 처음에는 탄의 온도가 낮아 붉은색을 띠지만 연소되어 온도가 높아지면 차차 희게 된다.

이것은 색의 변화를 잘 보여주는 예이다.

색온도가 1,000K가 될 때의 색은 610nm에 가까운 단색광의 색이다.

5,000K가 되면 거의 순백색이 되고, 1만K일 때는 약간의 청색을 띤 백색이 된다.

색온도로 표시되는 색은 흑체가 내는 색으로 한정되어 있기 때문에 흑체와 비슷한 텅스텐  램프 등 물질을 열로 내는 빛의 색을 표시하는 데는 편리하다.

그러나 나뭇잎의 녹색이나 물 색깔, 분홍색 등은 색온도로 표시할 수 없다.

따라서 조명용 광원의 색에 한해서만 색온도가 이용되고 일반적인 색은 적용되지 않는다.