海洋表面温度（sea surface temperature，SST）是重要的海洋环境参数，直接影响大气和海洋间的热量、动量和水汽交换，是决定海-气界面水循环和能量循环的重要参数，影响全球表面的能量收支平衡，在全球海洋和气候研究中起着重要的作用。海表温度被广泛用于海洋动力学、海气相互作用、渔业经济研究、污染监测和海温预报等方面。另外，海表温度也是监测海洋现象（如海冰、涡流等）的重要参量。根据数据源分类，海表温度可以利用微波辐射计数据和热红外辐射计数据进行反演。

可用来反演海表温度的微波辐射计数据包括：先进微波扫描辐射计（AMSR2），热带降雨测量卫星微波成像仪（TMI），星载全极化微波辐射计（WindSat）数据，以及中国的FY系列、HY系列卫星数据。根据微波辐射的原理，海洋表面温度的升高会使其发射的总辐射能增加，温度的变化也会同时影响海洋表面的发射光谱。微波辐射计观测到的海表亮度温度可用瑞利金斯定律表达，通常是在海表各种性质及传播过程中各媒介的影响下的复合结果。要从观测值中推算出特定的物理量，就要消除其影响，而海洋大气中各物理量的亮度温度的感光度及适合观测的频率大小都相同。因此，海表温度的观测，要利用能够消除各个物理影响的多频率、极化方式的多通道微波辐射计。常用的反演算法有D-矩阵算法、多元线性回归算法、非线性迭代算法、统计模型算法、四通道反演算法、神经网络算法。

用来反演海表温度的红外辐射计可分为两类：可见光和近红外辐射计和热红外辐射计。可见光和近红外辐射计的应用最广，它又可分为宽带辐射计和窄带辐射计两种，例如，FY-1气象卫星装载的多通道功能可见光和红外扫描辐射计MVISR和美国NOAA气象卫星装载的改进型甚高分辨率辐射计（AVHRR）都属于宽带辐射计。可见光和红外波段的窄带辐射计一般装载在水色卫星上，例如，HY-1水色卫星装载了中国水色和温度传感器（COCTS），美国宇航局卫星SeaStar装载了宽视场海洋观测传感器SeaWiFS，美国宇航局卫星EOS-AM（Terra）和EOS-PM（Aqua）装载了中分辨率成像光谱仪（MODIS）。

在反演方法上，红外辐射计反演海表温度主要有单通道直接反演方法、单通道统计方法和分裂窗反演方法。单通道直接反演方法的基本思想是：根据成像时刻的大气状况数据（主要为湿度和温度垂直廓线），采用一定的大气模式，计算得到有关的大气参数。但精确的实测大气垂直廓线比较困难，因此该方法在实际中应用较少。单通道统计方法的基本思想是：从水—气辐射传输方程出发，考虑大气含水量和传感器视角的影响，建立遥感亮度温度与海面温度的经验公式，通过同步实测资料回归经验系数。分裂窗反演方法的基本思想是：根据大气对不同分裂窗波段（如10.5～11.5微米、11.5～12.5微米）电磁辐射的影响不同，采用不同波段测量结果的组合关系来消除大气的影响，从而得到海表温度。1975年最早提出该法，其依据是AVHRR在第4和5相邻通道内具有不同的吸收特性。

综合来看，利用微波辐射计可全天时全天候地反演海表温度，具有良好的穿透云雾的能力，大气校正也相对容易。当海洋上空被云雾遮盖，红外传感器因受大气因素影响较大而无力提供现场观测数据时，微波传感器能够弥补其缺陷成为提供固定的资料数据源的唯一保证。但由于微波雷达固有的特性，存在着测量精度与分辨率较低，对表面粗糙度和降雨较为敏感的缺点。而根据电磁波的波动理论，红外电磁波的波长与微波波长相比较短，因此红外传感器的分辨率明显高于微波雷达，具有较高的地面分辨率和反演精度。同时红外传感器不受太阳高度角和海面风速的影响，经各种算法修正后测量精度可达0.5℃，有时甚至更高。

由于不同波段的电磁波在海水中的衰减各异，因此还可以利用红外、微波传感器探测不同水深的温度。对于复杂多变的海表面情况，只有清楚地认识到红外传感器和微波传感器各自的优势和不足，才能在研究中取得好的成果。