Sebagian besar radiasi yang dipancarkan oleh objek yang dapat dideteksi oleh detektor inframerah sebagian besar melewati atmosfer. Atmosfer terdiri dari berbagai gas, partikel debu, dan uap air. Gas utama adalah N2, O2, Ar, dan gas lainnya hanya menyumbang kurang dari 0,1% dari total volume. Ketiga gas ini memiliki satu karakteristik: mereka tidak menyerap gelombang inframerah yang berada di bawah 15μm. Radiasi inframerah semacam ini dapat dengan mudah menembus atmosfer dan dideteksi oleh peralatan deteksi inframerah. Oleh karena itu, panjang gelombang kerja peralatan deteksi inframerah biasanya di bawah 15 μm.
Namun, masih ada gas dengan radiasi inframerah di bawah 15μm yang dapat diserap oleh atmosfer, seperti H20, CO2, O3, CH4 dll. Ditemukan bahwa pada rentang panjang gelombang 0,8～15μm, atmosfer memiliki tiga pita dengan penyerapan inframerah yang lemah, yaitu 1-3μm, 3～5μm, 8～14μm. Jadi ketiga pita ini juga disebut jendela atmosfer. Dalam tiga pita gelombang ini, atmosfer memiliki karakteristik transmisi yang baik untuk radiasi inframerah, sehingga radiasi inframerah objek dapat dengan mudah dikenali oleh peralatan deteksi inframerah. Dan di antara pita gelombang ini, atmosfer hampir buram terhadap radiasi inframerah. Saat ini, pita yang digunakan oleh sistem inframerah sebagian besar terbatas pada jendela atmosfer di atas.
Saat memilih pencitra termal inframerah, tempat penggunaannya harus dipertimbangkan. Ketika target deteksi berada di antara pesawat dan darat, antara pesawat dan pesawat, atau antara dua titik di darat, penyerapan sinar inframerah oleh atmosfer berbeda. Secara umum, 1-3μm terutama digunakan dalam target suhu tinggi dan deteksi astronomi, dan juga dalam pengamatan darat dalam waktu dekat. Jendela atmosfer 8-14 μm cocok untuk mengamati target darat, sedangkan jendela 3-5μm cocok untuk mendeteksi target udara jarak jauh di daerah dengan suhu dan kelembaban tinggi.