大多数太阳紫外辐射在高层大气中被氧和氮所吸收（2600A至更短波长），所以高层大气中氧和氮分子遭受光化学离解，以原子态出现。2000 -3000A左右的太阳紫外辐射，主要由臭氧吸收。太阳可见光辐射的吸收较少，因为这里是大气窗区。
在红外范围内主要的吸收气体是水汽、二氧化碳和臭氧，图 1 中列出了它们的吸收带中心波长。在微波范围内，主要吸收成分是氧气（波长4 - 6mm）和水汽（波长1.35cm 和 1.6mm附近）。
氧分子具有磁偶极矩，水分子具有剩余电偶极矩。在电磁场的作用下，当电磁波的频率与分子转动能级跃迁频率一致时，分子吸收电磁波的能量，其转动能级由低向高跃迁，形成共振吸收。在分子碰撞的情况下，这种共振吸收谱线不是频率单一的谱线，而是有一定的频谱宽度。这样，氧和水汽不仅激烈地吸收频率与吸收谱线中心频率十分相近的电磁波，也会吸收频率不一致的电磁波。
