Skrajnie wysokie temperatury mierzy się poprzez rejestrację promieniowania elektro-magnetycznego emitowanego przez rozgrzaną próbkę. Promieniowanie to niesie wiele informacji o próbce, także takie, z których można wydedukować temperaturę. Najwyższa temperatura jaką udało się do tej pory osiągnąć i zmierzyć w laboratorium wyniosła ok. 2 miliardy kelwinów (2 ´ 10⁹ K). Doświadczenie przeprowadzono w 2006 r. w amerykańskim instytucie Sandia w Albuquerque (Nowy Meksyk). Przez wiązkę cienkich stalowych drucików przepuszczano impuls prądu elektrycznego o natężeniu 20 milionów amperów. Powoduje to nagłe wyparowanie materiału i utworzenie plazmy, która jest jeszcze ściskana przez silne pole magnetyczne. Plazma taka zawiera wysokozjonizowane atomy, które emitują charakterystyczne promieniowanie X (rentgenowskie). Widmo tego promieniowania (rozkład intensywności w zależności od energii) jest rejestrowane i następnie analizowane. Widoczne są w nim linie związane z emisją promieniowania X wysyłanego przez jony znajdujące się w plazmie. Można zidentyfikować np. linie emitowane przez jony żelaza, które zawierają tylko jeden lub dwa elektrony (jony wodoro- i helopodobne). Jony w plazmie poruszają się bardzo szybko (b. wysoka temperatura!) co powoduje, że energia mierzonego promieniowania X jest zniekształcona przez tzw. efekt Dopplera: jest większa gdy jon porusza się w stronę obserwatora, a mniejsza gdy się od niego oddala. Jony poruszają się oczywiście we wszystkich kierunkach i w efekcie linie widmowe stają się szersze. Mierząc szerokość takiej linii i porównując z obliczeniami modelowymi można ustalić z jaką średnią prędkością poruszają się jony i co za tym idzie wyznaczyć ich temperaturę.