Закон Кирхгофа в астрофизике применяется при исследованиях распространения излучения в звёздах и в межзвёздной среде. 1

Он используется для исследования переноса энергии излучением внутри звёзд и в их поверхностных слоях, а также при решении различных вопросов, касающихся взаимодействия электромагнитного излучения с веществом космических объектов, — во всех тех случаях, когда вещество находится в состоянии термодинамического равновесия. 1

При этом закон Кирхгофа справедлив лишь для теплового излучения, которое возникает, когда между частицами вещества устанавливается термодинамическое равновесие при определённой, единой для всех компонентов вещества, температуре. 1

Однако его часто применяют и в тех случаях, когда излучение не находится в равновесии с веществом и его распределение по частотам существенно отличается от планковского. 1 При этом степень отклонения от закона Кирхгофа может служить мерой отличия излучения космических объектов от теплового. 4