Głęboka warstwa atmosfery gwiezdnej ma wysoką temperaturę, a płytka ma niską temperaturę. Oczywiście cała atmosfera nie znajduje się w stanie ścisłej równowagi termicznej. Dlatego prawo równowagi termodynamicznej nie dotyczy całej atmosfery gwiazdowej. W celu opisania stanu termicznego atmosfery gwiezdnej K. Schwarzschild i Milne zaproponowali lokalną równowagę termodynamiczną odpowiednio w 1906 i 1921 roku.
