معظم الإشعاع المنبعث من الأجسام التي يمكن رؤيتها بواسطة كاشفات الأشعة تحت الحمراء يمر في الغالب عبر الغلاف الجوي. يتكون الغلاف الجوي من غازات مختلفة وجزيئات الغبار وبخار الماء. الغازات الرئيسية هي N2، O2، Ar، والغازات الأخرى تمثل فقط أقل من 0.1٪ من الحجم الإجمالي. تتميز الغازات الثلاثة بخاصية واحدة: أنها لا تمتص موجات الأشعة تحت الحمراء التي يصل عمقها إلى 15 ميكرومتر. يمكن لهذا النوع من الأشعة تحت الحمراء أن يخترق الغلاف الجوي بسهولة ويمكن رؤيته بواسطة معدات الكشف عن الأشعة تحت الحمراء. ولذلك، فإن الطول الموجي العامل لمعدات الكشف بالأشعة تحت الحمراء عادة ما يكون أقل من 15 ميكرومتر.
ومع ذلك، لا تزال هناك غازات ذات إشعاع تحت أحمر أقل من 15 ميكرومتر يمكن أن يمتصها الغلاف الجوي، مثل غاز H20, كو2، أو3، الفصل4لقد وجد أنه عند نطاق الطول الموجي 0.8～15μm، يحتوي الغلاف الجوي على ثلاثة نطاقات ذات امتصاص ضعيف للأشعة تحت الحمراء، وهي 1-3μm، 3～5μm، 8～14μm. لذا فإن هذه النطاقات الثلاثة تسمى أيضًا نوافذ الغلاف الجوي. في هذه النطاقات الموجية الثلاثة، يتمتع الغلاف الجوي بخصائص نقل جيدة للأشعة تحت الحمراء، بحيث يمكن التعرف بسهولة على الأشعة تحت الحمراء للأشياء بواسطة معدات الكشف عن الأشعة تحت الحمراء. وبين نطاقات الموجات هذه، يكون الغلاف الجوي معتمًا تقريبًا للأشعة تحت الحمراء. في الوقت الحاضر، تقتصر النطاقات المستخدمة بواسطة أنظمة الأشعة تحت الحمراء في الغالب على نوافذ الغلاف الجوي المذكورة أعلاه.
عند اختيار جهاز التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء، ينبغي النظر في مكان استخدامه. عندما يكون هدف الكشف بين الطائرة والأرض، أو بين الطائرة والطائرة، أو بين نقطتين على الأرض، فإن امتصاص الغلاف الجوي للأشعة تحت الحمراء يختلف. بشكل عام، يتم استخدام 1-3μm بشكل رئيسي في الأهداف ذات درجة الحرارة العالية والكشف الفلكي، وكذلك في المراقبة الأرضية في المستقبل القريب. النافذة الجوية 8-14 ميكرومتر مناسبة لمراقبة الأهداف الأرضية، بينما النافذة 3-5 ميكرومتر مناسبة للكشف عن الأهداف الجوية البعيدة في مناطق درجة الحرارة والرطوبة العالية.