La maggior parte della radiazione emessa dagli oggetti che possono essere percepiti dai rilevatori a infrarossi passa principalmente attraverso l'atmosfera. L'atmosfera è composta da vari gas, particelle di polvere e vapore acqueo. I gas principali sono N2, O2, Ar, e altri gas rappresentano solo meno dello 0,1% del volume totale. I tre gas hanno una caratteristica: non assorbono onde infrarosse inferiori a 15μm. Questo tipo di radiazione infrarossa può facilmente penetrare l'atmosfera ed essere percepita dalle apparecchiature di rilevamento a infrarossi. Pertanto, la lunghezza d'onda di lavoro delle apparecchiature di rilevamento a infrarossi è solitamente inferiore a 15 μm.
Tuttavia, esistono ancora gas con radiazione infrarossa inferiore a 15μm che possono essere assorbiti dall'atmosfera, come H20, CO2, O3, CH4 ecc. Si è scoperto che nell'intervallo di lunghezze d'onda di 0,8～15μm, l'atmosfera ha tre bande con debole assorbimento infrarosso, ovvero 1-3μm, 3～5μm, 8～14μm. Quindi queste tre bande sono anche chiamate finestre atmosferiche. In queste tre bande d'onda, l'atmosfera ha buone caratteristiche di trasmissione per la radiazione infrarossa, in modo che la radiazione infrarossa degli oggetti possa essere facilmente riconosciuta dalle apparecchiature di rilevamento a infrarossi. E tra queste bande d'onda, l'atmosfera è quasi opaca alla radiazione infrarossa. Attualmente, le bande utilizzate dai sistemi a infrarossi sono per lo più limitate alle finestre atmosferiche sopra menzionate.
Quando si seleziona l'imaging termico a infrarossi, è necessario considerare il luogo di utilizzo. Quando il bersaglio di rilevamento è tra l'aereo e il suolo, tra l'aereo e l'aereo, o tra due punti sul suolo, l'assorbimento dei raggi infrarossi da parte dell'atmosfera è diverso. In generale, 1-3μm viene utilizzato principalmente per bersagli ad alta temperatura e rilevamento astronomico, e anche nell'osservazione terrestre nel prossimo futuro. La finestra atmosferica 8-14 μm è adatta per l'osservazione di bersagli terrestri, mentre la finestra 3-5μm è adatta per il rilevamento di bersagli aerei distanti in aree ad alta temperatura e umidità.