物体发出的辐射，大都要通过大气才能被红外探测器感知。大气是由各种气体、尘粒杂子和水气组成的，其中主要的气体有N2、O2、Ar，其它气体只占总体积的0.1％以下。而这三种气体有一个特点，它不吸收15μm以下的红外线，15μm以下的红外辐射能较容易的穿透大气被红外探测设备感知，因此通常红外探测设备，工作波长均选在15μm以下。
然而，大气中依然存在能够吸收15μm以下红外辐射的气体，如H20、CO2、O3、CH4等，综合各种气体的吸收谱发现，在0.8～15μm这个波长范围，大气有三个吸收红外线较弱的波段，即1～3 μm,3～5μm，8～14μm，所以这3个波段也被称之为大气窗口。在这三个波段范围内，大气对红外辐射有很好的传输特性，从而使物体的红外辐射能够较容易的被红外探测设备所识别，而在这些波段之间，大气对红外辐射几乎是不透明的。目前红外系统所使用的波段，大都限于上述大气窗口之中。
选择红外热像仪时，要考虑其使用场所。当探测的目标是飞机与地面之间、飞机与飞机之间或是地面上两点之间等不同种场合时，大气对红外线的吸收是不一样的。一般来说，1－3μm主要用在高温目标和天文探测方面，近期也用在地面的观察。8－14μm大气窗口适合于观察地面目标，而3－5μm窗口适合在高温高湿地区，探测较远的空中目标。
