特定の種類の天体に対して、単位体積あたりに存在する数を明るさ（光度あるいは絶対等級）の関数として表したもの。さまざまな天体の基本的な観測量である。あるバンドにおける光度 L - L+dL（または絶対等級 M - M+dM） の範囲にある天体の単位体積当たりの数密度 をΦ(L) dL（または Φ(M) dM）とするときの Φ(L)（またはΦ(M)）で定義される。 宇宙の距離はしごで用いられる惑星状星雲の光度関数や球状星団の光度関数などでは一つの銀河あたりの数密度を用いることが多い。光度関数（銀河の）も参照。