亮度決定於光源的發光功率和觀測者距離光源的遠近。
視感人類的視覺特性是，當亮度增加一倍時，光感並不增加一倍。經過心理學家的研究得出的規律是
（50）
式中m是光感（星等），dm是光感的變化；E是亮度，dE是亮度的變化；c是比例常數。負號的意義是亮度減小時星等的數值增大。
積分（50）式，得
其中C是積分常數。對於其它的光源也有同樣的公式：
兩式相減得
也可以寫成
取m0-m=1,2,3,4.....,可得
這表示，當亮度以幾何級數變化時，光感（視星等）則以算術級數變化。
當兩顆星的星等分別為m和n，則有
或
常數K由觀測決定。
視星等早期天文學家把天上最亮的恆星定為1等星，最暗的也就是肉眼剛剛能夠看到的星定為6等星。根據觀測知道1等星的亮度是6等星的100倍，於是得到
所以
（51）
和
上式的意義是明顯的，當1等星的亮度是2等星的2.512倍時，人的感覺是1等星比2等星亮一倍。這裡要注意的是，亮度與明亮的程度（光感）的區別。亮度是眼睛接受到的輻射功率，而明暗的比較是人的神經功能。
絕對星等把一顆星放在離我們10秒差距（pc）的地方，它所呈現的視星等定義為絕對星等，用字母M表示。
有一顆星，當它的視星等為m時，與我們的距離是rm，把它移到距離為rn的地方，它的視星等變成n。由光學知道，亮度與距離的平方成反比：
但是，亮度與視星等有關係（52），於是
按著絕對星等的定義，有
式中r是任意距離，單位是pc；m是對應於r的視星等。通常寫成
當r的單位是Mpc時，上式成為
即
本書中的r一律用Gpc,故有公式（41）。
視平均絕對星等各個星系的絕對星等是不同的，把所有的星系的絕對星等取算數平均值，就得到平均絕對星等M。由於這裡指的是視星等，所以叫視平均絕對星等Mv。雖然每一個星系，它的絕對星等並不是平均值，但是平均值對它卻有一定的代表性。
