ในกลศาสตร์สถิติอุณหภูมิการกระตุ้น ( T ) ระบุปริมาณประชากรสัมพัทธ์ของระดับพลังงาน สองระดับ ในระบบของอนุภาค โดยกำหนดโดยสมการ^{[ 1 ]}

$${\displaystyle {\frac {n_{\rm {u}}}{n_{\rm {l}}}}={\frac {g_{\rm {u}}}{g_{\rm {l}}}}\exp {\left(-{\frac {\Delta E}{kT_{\rm {ex}}}}\right)},}$$

ที่ไหน

• n คือจำนวนอนุภาคในสถานะบน (เช่นสถานะกระตุ้น)
• g คือค่าน้ำหนักทางสถิติ (ความเสื่อม) ของสถานะบน
• n คือจำนวนอนุภาคในสถานะที่ต่ำกว่า (เช่นสถานะพื้นฐาน )
• g คือค่าน้ำหนักทางสถิติของรัฐล่าง
• expคือฟังก์ชันเลขชี้กำลัง ;
• kคือค่าคงที่ของโบลต์ซมันน์ ;
• Δ Eคือความแตกต่างของพลังงานระหว่างสถานะบนและสถานะล่าง

ในสภาวะสมดุลทางความร้อนอุณหภูมิการกระตุ้นจะเท่ากับอุณหภูมิทางเทอร์โมไดนามิกของระบบ และประชากรระดับจะเป็นไปตามการกระจายแบบโบลต์ซมันน์ดังนั้นด้านขวาของสมการจึงลดลงเหลือเพียงปัจจัยโบลต์ซมันน์ที่สอดคล้องกัน^{[ 1 ]}อุณหภูมิการกระตุ้นสามารถกำหนดได้เสมอ แม้ว่าระบบจะไม่ได้อยู่ในสภาวะสมดุลทางความร้อนก็ตาม^{[ 2 ]}

โดยการวัดความเข้มสัมพัทธ์ของเส้นสเปกตรัมการปล่อยแสงสองเส้นที่สอดคล้องกับการเปลี่ยนสถานะจากสองระดับที่แตกต่างกันไปยังสถานะพื้นฐานสามารถประมาณอัตราส่วนได้ การนำวิธีการนี้ไปใช้กับฟ้าผ่าจะให้ค่าประมาณอุณหภูมิการกระตุ้นอยู่ที่ประมาณ${\displaystyle n_{\textrm {u}}/n_{\textrm {l}}}$27,000 Kโดยมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากเนื่องจากปริมาณกระแสไฟฟ้าที่แตกต่างกันในแต่ละ จังหวะ^{[ 3 ]}

อุณหภูมิการกระตุ้นอาจเป็นอุณหภูมิติดลบได้สำหรับระบบที่มีระดับกลับด้าน (เช่นมาเซอร์ ) ^{[ 4 ] : 184}

เส้น21 ซม.ของไฮโดรเจนเป็นการ เปลี่ยนผ่านแบบ สปินพลิกกลับ ดังนั้นค่าที่ปรากฏของอุณหภูมิการกระตุ้นจึงมักเรียกว่า "อุณหภูมิสปิน" ^{[ 5 ]}