成像和非成像校准用均匀光源，积分球可以近乎完美的创造均匀光源。辐射度是离开光源或辐射面的每个立体角的通量密度。辐照度是落在表面上的通量密度，在表面的平面上测量。积分球光源的输出孔径在设计正确的情况下，可以产生接近完美的多光谱漫射光源和朗伯光源，与视角无关。积分球内部装置，包括挡板、灯具和灯座，会吸收辐射源的部分能量，降低球体的空间均匀性。通过在所有可能的表面上使用高反射漫反射涂层，可以改善空间均匀性的降低。积分球的概念，源自古希腊数学家阿基米德，他通过积分球体积求解球体表面积。可变光谱输出辐射定标单色光源
这种辐射度交换一次又一次地发生，直到它在空间上整合。入射到整个积分球体表面的总通量的n次反射的交换可以用幂级数来建模，并简化为一个简单的辐射方程:式中Φ为入射到积分球内的光，As为积分球壁面积，p为积分球壁反射率，f为开口端口面积占比。简化的辐射度方程可用于模拟光和LED测量应用的光学效率。这些应用包括用于激光表征的光学衰减，进入光纤或安装在积分球体上的探测器表面的通量，用于图像传感器的光谱辐射度和用于非成像光学传感传感器的光谱辐照度，或积分球体应用所需的其他许多辐射和光度参数。太阳光模拟辐射定标供应商在光学成像系统中，积分球起到了关键的光源调节作用。
灯具和LED光谱通量测量，积分球较传统的应用是测量灯具的总光通量。这项技术起源于20世纪初，作为对比不同类型灯具输出光通量较简单快速的方法。这里，积分球光谱分析仪常用于测量LED、通用照明、工程照明、便携式灯具产品等的电学和光度性能。这些应用积分球直径可以小至5厘米，大至3米或更大（例如图4）。采用积分球可以更有效地测量任何尺寸或形状的传统和固态光源的总光谱通量和颜色。积分球配合光谱仪，可测试重要的光谱参数例如光谱通量、色度、相关色温、CRI、TM-30、峰值波长和主波长等等（图4b）。
如果积分球被用作光源以提供大而均匀的出光面，那么也可能需要大直径的积分球。这是因为在这种情况下，积分球的尺寸将直接影响到光的散射和反射效果，以及光场的均匀性。为了达到理想的测量效果，需要根据实际应用场景选择合适的积分球直径。Greg McKee是美国***制造积分球的Labsphere公司的系统业务部门主管，回复道：决定积分球较小尺寸的几个主要因素:要测量的灯的物理尺寸(为挡板留出空间)、灯的自吸收性和积分球内部温度。灯具安装硬件也必须能足够安装在里面。另一方面，积分球不能太大，否则它的响应性是有限的:理想的直径是小灯较大尺寸的十倍，或者是被测量的长灯长度的两倍。实际上，1到3米的积分球用于较常见的白炽灯和紧凑型荧光灯的光通量测量。2米或更大的球体通常用于测量500瓦或更大的光源。积分球与高斯定律相结合，揭示了电磁场中球对称问题的解。
积分球根据应用可分为四个基本类别:均匀光源、灯具或光源测量、反射率和透射率测量以及激光功率测量。确实，每个应用类别都有其特定的需求和挑战，需要我们以细微的方式调整和优化积分球以提供较佳的性能。积分球在许多领域都有普遍的应用，其中较常见的两种应用是作为测量灯具总通量的测量工具和作为校准其他仪器的均匀光源。在这些应用中，积分球的用途特别普遍，能够集成来自狭窄准直光束的光源，如激光，或来自全向光源，如白炽灯泡或荧光灯。积分球还可以用于光学实验中的光传输研究，通过观察球内的光分布，可以研究光的传播规律。低亮度均匀光源多光谱
积分球与计算机图形学结合，为三维建模、渲染等提供技术支持。可变光谱输出辐射定标单色光源
积分球测试基础知识：光参数：1、光通量，在单位时间内，某种光源发出的可见光量称为该光源的光通量（即光输出），单位为流明（lm）。2、光效，光源所发出的光通量与所消耗的电功率之比称为光效，单位为流明/瓦（lm/W）。3、初始光通量，灯在点亮100小时后测试出的光通量称为初始光通量。4、光通维持率，灯在规定条件下点亮，在寿命期内某一特定时间的光通量与该灯的初始光通量之比为光通维持率，用百分比表示。灯具的积分球/光谱测试主要输出的参数有：显示指数、色温、X&Y值、色容差、色度差，也可以测试光源类产品的光通量效率。可变光谱输出辐射定标单色光源
