測光システムにより定義される異なるバンドで測定された等級の差。短い波長帯での等級から長い波長帯での等級を引いた値で（等級は明るいほど小さくなるため）、色指数が小さいほど高温で青く（シリウスは)、大きいほど低温で赤い天体(ベテルギウスは)となる。通常の主系列星は、Bバンド（青）からVバンド（緑）付近でスペクトルの強度が最大となるため、 の値がよく用いられる。より高温の超巨星などではUバンド（近紫外域）を、より低温の赤色巨星などではRバンド（赤）やIバンド（近赤外域）を含めた色指数が有効となる。黒体放射も参照。