SAGE采用一种被称为掩星的技术，即测量太阳光或月光在地球边缘或临边处穿过地球大气层后的光强度，从而实现对平流层和中间层臭氧垂直廓线进行长期监测，也提供以下几个关键数据：气溶胶、二氧化氯、云、二氧化氮、三氧化氮、气压和温度以及水汽。

SAGE仪器通过测量在不同高度穿透大气层后的太阳光或月光强度，考虑微量气体和气溶胶的散射和吸收，根据测量的光强度可以计算臭氧、水汽、二氧化氮和气溶胶浓度等的垂直廓线。搭载于地球辐射收支卫星（Earth Radiation Budget Satellite；ERBS）的SAGE Ⅱ仪器于1984年10月发射升空，搭载于国际空间站（International Space Station；ISS）的SAGE Ⅲ-ISS于2017年2月发射升空。SAGE Ⅱ仪器在0.385微米～1.02微米光谱范围内有7个波长，SAGE Ⅲ增加了更多的波长（0.29微米～1.55微米），也增强了气溶胶的测量以及臭氧、水汽和二氧化氮浓度的反演。此外，SAGE Ⅲ还增加了月升和月落期间的测量，可以夜间观测化学物质，如二氧化氯和三氧化氮。

SAGE观测数据为全世界科学家研究地球上空对流层和平流层（10～40千米）的化学和动力学提供了大量数据，在认识南极臭氧洞的成因和效应方面发挥了至关重要的作用，例如南极地区臭氧垂直结构、极地平流层云的发现。在平流层气溶胶（火山喷发）、水汽的长期变化趋势监测方面也发挥了巨大作用。