Az optikai mélység az optikai átlátszóság jellemzője, mértéke. Az optikai mélység definíció szerint az eredeti sugárzás azon részének negatív természetes logaritmusa, mely adott optikai útvonalon szóródás vagy elnyelődés nélkül jut el a megfigyelőig. Az optikai mélység dimenzió nélküli mennyiség, bár a távolság monoton növekvő függvénye, és zéróhoz közelít, ha az optikai útvonal is közelít a zéróhoz.

A közegen áthaladó fény intenzitás aránya az optikai mélység exponenciális függvénye. Ha ${\displaystyle I_{0}}$ a fényforrás intenzitása, és a megfigyelőnél ${\displaystyle I}$, akkor a ${\displaystyle \tau }$ optikai mélység a következő egyenlet szerint alakul:^[1]

${\displaystyle I/I_{0}=e^{-\tau }.\,}$

Ha az optikai mélység lényegesen kisebb egynél, a közeg gyakorlatilag teljesen átlátszó; ha pedig sokkal nagyobb egynél, akkor átlátszatlan a közeg.

Egy csillag fotoszférája az a felület, ahol az optikai mélység 2/3. Ez azt jelenti, hogy a fotoszférából emittált minden foton átlagosan egyszer szóródik, mielőtt eléri a megfigyelőt. Egy csillag felületét a Stefan–Boltzmann-törvényben definiált effektív hőmérséklet határozza meg, Nap effektív hőmérséklete 2/3 optikai mélységnél fordul elő. Ez azt jelzi, hogy egy csillag felülete nem az atmoszféra tetején van, ahol az optikai mélység nulla. A csillagok mélyen az atmoszférájuk belsejében figyelhetők meg. A neutroncsillagok kivételével a csillagoknak nincs szilárd felszínük. Ezért a Nap vagy más csillagok fotoszférája tipikusan a látható felületet jelenti.

• Kitchin, Christopher Robert: Stars, Nebulae and the Interstellar Medium. (hely nélkül): Observational Physics and Astrophysics. CRC Press. 1987.  

• Abszorpció
• Fotoszféra
• Neutroncsillag
• Stefan–Boltzmann-törvény

• http://scienceworld.wolfram.com/physics/OpticalDepth.html
• http://www.matud.iif.hu/09okt/07.htm
• http://burro.astr.cwru.edu/Academics/Astr221/StarPhys/opticaldepthprimer.html
• http://spiff.rit.edu/classes/phys440/lectures/optd/optd.html