De kosmische achtergrondstraling is isotroop aan ruwweg één deel in 100 000: de effectieve waarde variaties zijn slechts 18 µK. De Far-Infrared Absulute Spectrophotometer (FIRAS) instrument op de NASA COsmic Background Explorer (COBE) satelliet heeft het spectrum van de kosmische achtergrondstraling nauwkeurig opgemeten.
FIRAS vergeleek de kosmische achtergrondstraling met een refererend zwart lichaam en kon geen verschil zien in hun spectra. Elke afwijking van de zwarte lichaamsvorm kan nog steeds niet gedetecteerd worden in het spectrum van de kosmische achtergrondstraling over een golflengte van 0,5 tot 5 mm en een effectieve waarde moet hebben van hoogstens 50 deeltjes per miljoen (0,005%) van de maximale helderheid van de kosmische achtergrondstraling. Dit zorgde ervoor dat het spectrum van de kosmische achtergrondstraling het meest precieze gemeten zwarte lichaam spectrum in de natuur is.
De kosmische achtergrondstraling is een voorspelling van de Big Bang theorie. In deze theorie bestond het heelal uit een heet plasma van fotonen, elektronen en baryonen. De fotonen waren constant in wisselwerking met het plasma door Thomson versplintering. Wanneer het heelal uitzet zal het plasma afkoelen tot het ogenblik waarop elektronen zich kunnen combineren met protonen en waterstofatomen vormen. Dit gebeurde wanneer het universum zo'n 380.000 jaar oud was (z=1088). Op dit ogenblik versplinterden ze de fotonen niet van de nu neutrale atomen en begonnen vrij door de ruimte te reizen. Dit proces wordt hercombinatie genoemd.
De fotonen koelden verder af tot ze 2 725° Kelvin bereikten en hun temperatuur bleef dalen zolang het universum bleef uitzetten. De straling die we nu meten van de hemel, komt van een sferisch oppervlak dat we "oppervlak van de laatste versplintering noemen" waar de fotonen zich ontkoppelden van hun interactie met materie in het vroege universum en dat het meeste van deze stralingsenergie in het universum de kosmische achtergrondstraling is en slechts een 5x10-5 van de totale dichtheid van het universum omvat.
Twee van de grootste successen van de Big Bang theorie zijn de voorspelling van het bijna perfecte zwarte lichaam spectrum en de gedetailleerde voorspelling van het anisotroop in de kosmische achtergrondstraling. De Wilkinson Microwave Anisotropy Probe heeft zeer precies deze anisotropie gemeten over de gehele hemel tot een schaal van 0,2 graden. Deze kunnen gebruikt worden om de eigenschappen te schatten van het standaard Lambda-CDM model van de Big Bang. Sommige informatie zoals de vorm van het universum kan uit de kosmische achtergrondstraling gehaald worden, terwijl andere (zoals de Hubble constante) moeten afgeleid worden van andere metingen.
