La lumière des bougies est orangée. La lumière du jour est bleue. Cette différence s'explique par la température de couleur, qui mesure la chaleur ou la froideur de la lumière. Elle s'exprime en kelvins, une unité de température thermodynamique. Plus la valeur en kelvins est basse, plus la lumière est chaude (plus orangée ou rouge). Plus la valeur est élevée, plus la lumière est froide (plus bleue). La flamme d'une bougie a une température de couleur d'environ 1 800 K. Une ampoule à incandescence domestique a une température de couleur d'environ 2 700 K. La lumière du jour à midi a une température de couleur d'environ 5 600 K. Un ciel couvert peut atteindre 7 000 K, voire plus.

La température de couleur est essentielle en cinématographie car elle influence l'ambiance et le réalisme d'une scène. Une lumière chaude peut créer une atmosphère chaleureuse, romantique ou nostalgique, tandis qu'une lumière froide peut lui conférer un aspect froid, stérile ou étrange. Mélanger les températures de couleur au sein d'une même scène permet de créer du contraste et de la tension. Un personnage éclairé par une lumière chaude (tungstène) face à une fenêtre froide peut sembler tiraillé entre deux mondes. Le choix de la température de couleur est une décision créative, et non uniquement technique.

Les appareils photo disposent d'un réglage de balance des blancs qui ajuste le capteur à la température de couleur de la lumière. Un mauvais réglage de la balance des blancs donnera une image trop orangée ou trop bleue. Les directeurs de la photographie règlent souvent la balance des blancs intentionnellement pour obtenir un rendu précis. Ils peuvent également utiliser des filtres colorés sur les projecteurs pour en modifier la température de couleur. L'échelle Kelvin est un outil que le directeur de la photographie utilise pour jouer avec la lumière.