Większość promieniowania emitowanego przez obiekty, które mogą być wykrywane przez detektory podczerwieni, w większości przechodzi przez atmosferę. Atmosfera składa się z różnych gazów, cząstek pyłu i pary wodnej. Głównymi gazami są N2, O2, Ar, a inne gazy stanowią mniej niż 0,1% całkowitej objętości. Te trzy gazy mają jedną cechę: nie pochłaniają fal podczerwonych poniżej 15μm. Ten rodzaj promieniowania podczerwonego może łatwo przenikać przez atmosferę i być wykrywany przez urządzenia do detekcji podczerwieni. Dlatego długość fali roboczej urządzeń do detekcji podczerwieni wynosi zwykle poniżej 15 μm.
Jednak wciąż istnieją gazy, które pochłaniają promieniowanie podczerwone poniżej 15μm, takie jak H20, CO2, O3, CH4 itp. Stwierdzono, że w zakresie długości fal 0,8～15μm atmosfera ma trzy pasma o słabym pochłanianiu podczerwieni, a mianowicie 1-3μm, 3～5μm, 8～14μm. Zatem te trzy pasma nazywane są również oknami atmosferycznymi. W tych trzech pasmach falowych atmosfera ma dobre właściwości transmisyjne dla promieniowania podczerwonego, dzięki czemu promieniowanie podczerwone obiektów może być łatwo rozpoznawane przez urządzenia do detekcji podczerwieni. A pomiędzy tymi pasmami falowymi atmosfera jest prawie nieprzezroczysta dla promieniowania podczerwonego. Obecnie pasma używane przez systemy podczerwieni są w większości ograniczone do powyższych okien atmosferycznych.
Przy wyborze kamery termowizyjnej należy wziąć pod uwagę miejsce jej użytkowania. Gdy celem detekcji jest obszar pomiędzy samolotem a ziemią, pomiędzy samolotem a samolotem lub pomiędzy dwoma punktami na ziemi, absorpcja promieni podczerwonych przez atmosferę jest inna. Ogólnie rzecz biorąc, 1-3μm jest używane głównie w przypadku celów o wysokiej temperaturze i detekcji astronomicznej, a także w obserwacjach naziemnych w najbliższej przyszłości. Okno atmosferyczne 8-14 μm jest odpowiednie do obserwacji celów naziemnych, podczas gdy okno 3-5μm jest odpowiednie do wykrywania odległych celów powietrznych w obszarach o wysokiej temperaturze i wilgotności.