在可见光波段引起电磁波衰减的主要原因是分子散射，在紫外、红外与微波区引起电磁波衰减的主要原因是大气吸收，反射主要发生在云层顶部，而折射等其他作用则一般可以忽略不计。

多种大气分子均可对电磁辐射进行吸收而使能量衰减，主要有臭氧、二氧化碳和水汽等，如图所示。

大气透过率图

①臭氧。在紫外区段（0.22～0.32微米）有个很强的吸收带，在0.6微米附近有一个弱吸收带，在远红外9.6微米附近也有个强吸收带。

②二氧化碳。在中远红外区段（2.7微米、4.3微米、14.5微米附近）均有强吸收带。

③水汽。其作用不同于臭氧和二氧化碳，它的含量随时间、地点的变化很大，且水汽的吸收辐射是所有其他大气组分吸收辐射的几倍。最重要的吸收带在2.5～3.0微米，5.5～7.0微米和大于27.0微米；在微波波段水汽在0.94毫米、1.63毫米及1.35厘米处有3个吸收峰。

④其他气体。此外氧气、甲烷等也对电磁波有吸收作用，但吸收率很低，可忽略不计。

由于这些气体往往以特定的波长范围吸收电磁能量，因此其对任何给定的遥感系统影响很大，吸收的多少与波长有关。大气的选择性吸收，不仅使能量衰减，气温升高，而且使太阳发射的连续光谱中的某些波段不能传播到地球表面。

电磁波在非均匀介质或各向异性介质中传播时，改变原来传播方向的现象称为散射。大气散射是电磁辐射能受到大气中微粒（大气分子或气溶胶等）的影响而改变传播方向的现象。其散射强度依赖于微粒的大小、微粒含量、辐射波长和能量传播穿过大气的厚度。散射的结果改变传输方向，产生天空散射光，其中一部分上行被空中遥感器接收，一部分下行达到地表。具体包括瑞利散射、米氏散射和均匀散射几种形式。

①瑞利散射。当引起大气散射的粒子直径远小于入射电磁波波长时出现瑞利散射，大气中的气体分子氧气、氮气等对可见光的散射属此类，且波长越短散射越强。

②米氏散射。当引起散射的大气粒子直径约等于入射波长时出现米氏散射，大气中的悬浮微粒——霾、水滴、尘埃、烟、花粉、微生物等气溶胶的散射属此类，米氏散射往往影响到比瑞利散射更长的波段，与大气中微粒的结构、数量有关，其强度受气候影响较大。

③均匀散射。当引起散射的大气粒子直径约远大于射波长时出现均匀散射，其散射强度与波长无关，大气中云、雾、水滴、尘埃的散射属此类。

大气散射降低了太阳光直射的强度，改变了太阳辐射的传播方向，削弱了到达地面或地面向外的辐射，产生了漫反射的天空散射光，增强了地面的辐照和大气层本身的“亮度”，造成遥感图像的辐射畸变。

电磁波在传播过程中，通过两种介质的交界面时会出现反射现象，反射现象主要出现在云顶（云造成的噪声），削弱了电磁波到达地面的程度。

电磁波穿过大气层时出现传播方向的改变，大气密度越大，折射率越大。