ある一定条件下で観測可能な最も暗い天体の等級。たとえば、可視光Vバンドで露出時間1時間、S/N比5の条件で星などの点光源に対する限界等級は○○等、というように用いられる。一般に、露出時間を長くするほど限界等級を暗くできる。ノイズ源が背景光である場合（背景雑音を参照）は、露出回数を約6倍（2.5の2乗倍）に増やして重ね合わせることでシグナル（天体からの光）は6倍、ノイズ（背景光の平方根に比例）は√6倍となり限界等級は1等暗くなる。ノイズ源が検出器の読み出し回路である場合（読み出し雑音を参照）には、1回の観測の露出時間を2.5倍に延ばすことでノイズの大きさを変えずにシグナルを2.5倍にできるため、限界等級を1等暗くすることが可能である。