Utgående från termodynamik och Bohrs atommodell härledde Saha 1920 en relation (Sahas ekvation), som angav hur ett grundämnes jonisationsgrad beror av temperatur och densitet. Han tillämpade teorin på stjärnatmosfärerna och kunde visa att serien av stjärnspektra enligt den så kallade Harvardklassifikationen väsentligen utgjorde en temperatursekvens.