Wärmestrahlung (Radiation) oder auch thermische Strahlung, seltener Temperaturstrahlung, ist elektromagnetische Strahlung, die am Ort ihrer Entstehung im thermischen Gleichgewicht mit der umgebenden Materie ist.

Wärmestrahlung wird emittiert von allen Festkörpern, Flüssigkeiten, Plasmen und genügend großen Gasmassen. Die höchste Emission zeigt bei allen Wellenlängen und Temperaturen der ideale Schwarze Körper. Dieses theoretische Maximum wird von realen Körpern nicht vollständig erreicht. Das plancksche Strahlungsgesetz beschreibt die spektrale Strahlungsintensität, die bei gegebener Wellenlänge und Temperatur von einem idealen schwarzen Körper emittiert wird.

Weil bei üblichen Umgebungstemperaturen das Strahlungsmaximum im infraroten Bereich liegt, wird umgangssprachlich unter Wärmestrahlung meist nur die nicht sichtbare infrarote Strahlung verstanden. Jedoch verschiebt sich mit steigender Temperatur das Strahlungsmaximum der Wärmestrahlung zu kürzeren Wellenlängen, beim Sonnenlicht z. B. in den sichtbaren Bereich mit Ausläufern bis ins Ultraviolett. Im sichbaren Spektralbereich wird die Wellenlänge als Farbe wahrgenommen.

Emission und Absorption von Wärmestrahlung ist neben Konvektion und Wärmeleitung ein Weg zur Übertragung von Wärme, im Vakuum der einzig mögliche.

Der von einem Körper abgestrahlte Wärmestrom Q kann über das Stefan-Boltzmann-Gesetz wie folgt berechnet werden: