In de astronomie is een kleurindex het verschil tussen twee kleurmagnitudes. Dit zijn getallen die op een logaritmische schaal de helderheid van een ster bij bepaalde gestandaardiseerde golflengtes aangeven. Omdat een dergelijk verschil eenduidig afhangt van de effectieve temperatuur van de ster is de kleurindex dus een maat voor die temperatuur. Het voordeel is dat een kleurindex in eerste benadering onafhankelijk is van de afstand van de ster. De afstand van een ster is doorgaans heel moeilijk te meten, tenzij voor sterren die in de directe omgeving van de zon staan waar de parallaxmethode kan gebruikt worden.
Veel gebruikte kleurindexen zijn (U-B), (B-V), (V-R), (R-I) bij optische golflengtes (in het UBVRI fotometrische systeem), en (J-H) en (H-K) in het nabij infrarood.
Wegens de definitie betekent een kleinere kleurindex een blauwere kleur: (B-V) van een O5V ster is −0,33 en van een M5V ster +1,40.