维恩位移定律表明，随着温度的升高，黑体辐射能的光谱分布也会发生一定的变化。一方面，辐射峰值会向短波方向移动，另一方面，光谱分布曲线的斜率会明显增大。随着斜率的增大，两个波长的光谱能量比变化明显。根据测量两个光谱能量比(两个波长的亮度比)来测量物体的温度的方法称为比色测温法，这种测量仪器叫做比色高温计。用这种方法测量非黑体所处的温度称为比色温度或比色度。因此，比色温度可以定义为:当黑体辐射的两个波长λ1和λ2的亮度比等于被测辐射体在相应波长的亮度比时，黑体温度称为被测辐射体的比色温度。

　　根据比色温度的定义，利用维恩公式可以推导出物体的实际温度与其比色温度之间的关系：式中TB为黑体温度，即物体的比色温度；T是物体的真实温度;E(1,T)，E(λ2,T)为物体在λ1和λ2处的光谱发射率。

　　λ1和λ2一般是比色高温计出厂时的统一校准值，由厂家选定。以08um的红光和Lum的红外光为例。

　　对于灰体，eA1=eλ2。因此，灰体的实际温度与其比色温度是一致的。由于许多金属或合金的单色光谱发射率随着波长的增加而逐渐降低，因此这些物体的比色温度高于实际温度。相当数量的金属近似等于，所以用比色高温计测量这些金属得到的比色温度近似等于它们的真实温度。这些都是比色高温计的主要优点。其次，在测量物体光谱发射率时，比色高温计测量物体相对比的精度总是高于测量物体比的精度。另外，由于采用了两波长亮度比测量，因此对环境大气的要求可以大大降低，对中间介质的影响也比前述的光谱辐射温度计小得多。

　　总之，与光谱辐射温度计相比，比色高温计通常具有更高的精度，更适合在雾霾和灰尘等恶劣环境下工作。