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1879년 오스트리아의 물리학자 요제프 슈테판이 자신의 실험적 연구를 바탕으로 공식화했으며, 1889년 오스트리아의 물리학자 루트비히 볼츠만이 열역학적으로 슈테판과 똑같은 법칙을 이끌어냈다.

이 법칙을 식으로 나타내면 E=σT⁴이며, 여기서 E는 초당 단위면적에서 방출되는 복사열 에너지, T는 절대온도(켈빈 온도), 그리스 문자 시그마(σ)는 비례상수로 슈테판-볼츠만 상수라 한다. 이 상수는 1.36×10⁴㎉/㎡·s·K⁴이다.

이 법칙은 입사되는 열복사 에너지를 모두 흡수하는 이론상의 표면인 흑체에만 적용된다.