Saha equation describes the ionization state of a gas in thermal equilibrium, relating temperature and pressure to the degree of ionization.En 1920, el físico indio Meghnad Saha unificó la termodinámica y la mecánica cuántica para explicar los espectros del Sol. La esencia es simple: cuando las partículas chocan en un gas caliente, los átomos pueden ionizarse, es decir, perder electrones. La ecuación relaciona las concentraciones de átomos neutros, iones y electrones con la temperatura y la presión. Es como un equilibrio entre boletos de lotería y premios: cuanto más caro es el premio (energía de ionización), menos «compradores» (iones) hay. La ecuación se convirtió en la clave para descifrar la luz de las estrellas.
Meghnad Saha, físico y astrofísico indio, dedujo la ecuación en 1920 mientras trabajaba en la teoría de las atmósferas estelares. Desarrolló las ideas de Arthur Stanley Eddington y Karl Schwarzschild. Más tarde, Irving Langmuir generalizó la ecuación para la ionización multielectrónica, y Cecilia Payne-Gaposchkin la utilizó para analizar la composición solar, demostrando el predominio del hidrógeno.
Se aplica en espectroscopia estelar: a partir de la distribución observada de líneas de absorción de distintos iones se determina la temperatura electrónica y la densidad en las atmósferas estelares. Limitaciones: supone equilibrio termodinámico local, que se rompe en nebulosas tenues o en presencia de fuentes intensas de radiación no térmica.
Los astrofísicos determinan la temperatura de las estrellas y su composición química mediante las líneas de absorción en los espectros, utilizando el equilibrio de ionización.
Con la ecuación de Saha se determinó por primera vez correctamente que el Sol está compuesto principalmente de hidrógeno, y no de hierro como se creía anteriormente.
| w | variable | equation of state parameter — parámetro de la ecuación de estado |
| P | variable | pressure — presión pascal |
| ρ | variable | energy density — densidad de energía joule per cubic metre |
| \dot{n}_{\text{ion}} | variable | ionization rate per unit volume — ionization rate metre per second per cubic metre |
| L | variable | line luminosity — luminosidad watt |
| R | variable | emission coefficient — emission coefficient watt per cubic metre per steradian |
| c | variable | speed of light — velocidad de la luz metre per second |
| f_{\text{esc}} | variable | escape fraction of ionizing photons — escape fraction |
| p | variable | Pressure of the gas — presión pascal |
| ρ | variable | Mass density of the gas — densidad de masa kilogram per metre cubed |
| T | variable | Absolute temperature — temperatura kelvin |
| μ | variable | Mean molar mass of the gas mixture — molar mass kilogram per mole |
| R | constante | Universal gas constant relating energy scale to temperature — constante de los gases = 8.314462618 joule per mole kelvin |
| M(<r) | variable | mass enclosed within radius r — masa kilogram |
| r | variable | radial distance from the center — radio metre |
| P | variable | pressure — presión pascal |
| G | constante | constant of proportionality in Newton's law of universal gravitation — constante gravitacional = 6.67430e-11 cubic metre per kilogram per second squared |
| dP/dr | operador | derivative of pressure with respect to radius — radial derivative |



