Az atmoszférikus szóródás az atmoszférában megtalálható részecskék okozta, előre nem jelezhető sugárzásdiffúzió. A szóródásnak típusa létezik, aszerint, hogy a részecske átmérője hogyan viszonyul a vele kölcsönhatásba lépő sugárzás hullámhosszával. Az ipari, közlekedési eredetű részecskék, molekulák, vagy a tüzelőanyagok elégetésekor keletkező égéstermékek, stb. átmérője sokkal kisebb, mint a látható fény hullámhossza. Ha ilyen méretű légköri anyagokon szóródik a sugárzás, akkor azt Rayleigh-szóródásnak nevezzük. Miután a Rayleigh-szóródás hatása a hullámhossz negyedik hatványával fordítottan arányos, ezért sokkal intenzívebb eredménnyel jár a rövidebb hullámhosszak szóródása, mint a hosszabb hullámhosszaké. A Rayleigh-szóródás következménye az égbolt kék színe, nélküle az fekete lenne. Amint a napsugárzás kölcsönhatásba lép az atmoszféra anyagaival, a rövidebb (kék) hullámhosszak sokkal erőteljesebben szóródnak, mint más látható hullámhosszak, ezért látjuk az eget kék színűnek. Napkeltekor és napnyugtakor a napsugarak sokkal hosszabb atmoszférikus utat tesznek meg, mint napközben. A hosszabb út miatt, a rövidebb hullámhosszak szóródása és elnyelése teljessé válik, ezért csak a kevésbé szórt, hosszabb hullámokat (narancs, vörös) látjuk.

A Rayleigh-szóródás az oka annak is, hogy a műholdas fényképek homályosak. Ez abban nyilvánul meg, hogy csökken a kép élessége és romlik a kontrasztja. Nagy magasságból készített, színes légi- és űrfényképek többnyire kékes-szürke árnyalatúak. Ezt úgy lehet kiküszöbölni, ha olyan fényszűrőket helyezünk a kamera lencséje elé, melyek nem engedik át a rövidebb hullámhosszakat.

Egy más típusú szóródás, az ún. Mie-szóródás, mely akkor lép fel, ha a kölcsönhatásba lépő részecske átmérője egyenlő a sugárzás hullámhosszával. Elsősorban a vízgőz és a por okoz Mie-szóródást. Ilyen típusú szóródás hatása inkább a nagyobb hullámhosszak esetén érezhető (összehasonlítva a Rayleigh-szóródással). A Mie-szóródás már csekély felhőzet esetén is jelentőssé válik.

A harmadik, de nem elhanyagolható szóródás típus a nem-szelektív szóródás, mely akkor jön létre, ha a részecske átmérője sokkal nagyobb, mint a vele kölcsönhatásba lépő sugárzás hullámhossza. Például a vízcseppek okoznak nem-szelektív szóródást. A vízcseppek átmérője általában 5 és 100 µm között változik, így az átmérő nagyobb, mint a fény és az infravörös sugárzás hullámhossza. A látható fény összetevőit (a kék, a zöld és a vörös fényt) egyenlő mértékben (nem-szelektív módon) szórják a vízcseppek, ezért fehér színűek a felhők és a köd.

A szóródással ellentétben, az abszorpció valódi energiaveszteséget jelent. A vízgőz, a széndioxid és az ózon nyeli el leghatékonyabban a különböző hullámhosszú sugárzásokat. Miután ezek a gázok az elektromágneses energiát egyes hullámhosszsávokban intenzíven vagy teljes egészében elnyelik, döntően befolyásolják azt, hogy mely spektrális sávokat alkalmazhatjuk az adott távérzékelő rendszerben. Azokat a tartományokat, melyekben az atmoszféra részlegesen vagy teljes egészében átengedi az elektromágneses energiát, atmoszférikus ablakoknak nevezzük (I.1. táblázat, 1.6b ábra).

Az 1.6. ábra bemutatja az energiaforrások és az atmoszférikus abszorpció kölcsönhatását. Az I.6a ábra a távérzékelésben leggyakrabban használt két energiaforrás, a Nap és a földfelszín által kibocsátott energia spektrális eloszlását szemlélteti.

1.6. ábra - Az energiaforrás (a), a légköri hatások (b) és az érzékelő rendszer (c) spektrális tulajdonságai  Lillesand-Kiefer: Remote Sensing and Image Interpretation pp. 11.

Az 1.6c ábrán láthatjuk azt, hogy az emberi szem spektrális érzékenységi tartománya kapcsolatban van egy atmoszférikus ablakkal és a napsugárzás kibocsátási csúcs energiaszintjével. A földfelszín kibocsátott hőenergiája (kicsiny görbe az I.6a ábrán) a 3–5 µm, valamint a 8–14 µm közötti atmoszférikus ablakokon keresztül jut az érzékelőhöz. Ezekben a tartományokban működő érzékelőket hőérzékelőknek vagy termális szkennereknek (thermal scanners) nevezzük. A többsávú érzékelők vagy multispektrális szkennerek (multispectral scanners, MSS) a látható fény és az infravörös tartomány több, vékony sávját egyidejűleg képesek vizsgálni. A radar és a passzív mikrohullámú rendszerek (passive microwave systems) az 1 mm és az 1 m közötti atmoszférikus ablak adta lehetőségeket használják ki.

Az energiaforrások, az atmoszférikus ablakok, a szenzorok spektrális érzékenysége közötti kapcsolat ismerete rendkívül fontos a távérzékelésben.

Egy adott távérzékelési feladat elvégzésekor, az érzékelő kiválasztásakor figyelembe kell venni (1) a szenzor spektrális érzékenységének lehetőségeit, (2) az atmoszférikus ablak hiányát vagy jelenlétét abban a tartományban, melyben a vizsgálatot el akarjuk végezni, valamint (3) a kiválasztott sávban a sugárzásforrás energiáját és spektrális összetételét. Végül figyelembe kell venni, hogy az adott spektrális sávban érkező energia milyen kölcsönhatásba léphet a vizsgálat tárgyával.