Hlboká vrstva hviezdnej atmosféry má vysokú teplotu a plytká vrstva má nízku teplotu. Je zrejmé, že celá atmosféra nie je v prísnom stave tepelnej rovnováhy. Preto zákon termodynamickej rovnováhy neplatí pre celú hviezdnu atmosféru. Aby bolo možné opísať tepelný stav hviezdnej atmosféry, K. Schwarzschild a Milne navrhli lokálnu termodynamickú rovnováhu v roku 1906 a 1921.
