Phần lớn bức xạ do các vật thể có thể được cảm nhận bởi các bộ dò hồng ngoại phát ra chủ yếu đi qua bầu khí quyển. Bầu khí quyển bao gồm nhiều loại khí, các hạt bụi và hơi nước. Các loại khí chính là N2, O2, Ar và các loại khí khác chỉ chiếm dưới 0,1% tổng thể tích. Ba loại khí này có một đặc điểm: chúng không hấp thụ sóng hồng ngoại dưới 15μm. Loại bức xạ hồng ngoại này có thể dễ dàng xuyên qua bầu khí quyển và được cảm nhận bởi thiết bị phát hiện hồng ngoại. Do đó, bước sóng làm việc của thiết bị phát hiện hồng ngoại thường dưới 15 μm.
Tuy nhiên, vẫn còn các loại khí có bức xạ hồng ngoại dưới 15μm có thể bị hấp thụ bởi bầu khí quyển, chẳng hạn như H20, CO2, O3, CH4 v.v. Người ta thấy rằng trong khoảng bước sóng 0,8～15μm, bầu khí quyển có ba dải với sự hấp thụ hồng ngoại yếu, đó là 1-3μm, 3～5μm, 8～14μm. Vì vậy, ba dải này còn được gọi là cửa sổ khí quyển. Trong ba dải sóng này, bầu khí quyển có đặc tính truyền dẫn tốt đối với bức xạ hồng ngoại, do đó bức xạ hồng ngoại của các vật thể có thể dễ dàng được nhận biết bởi thiết bị phát hiện hồng ngoại. Và giữa các dải sóng này, bầu khí quyển gần như không trong suốt đối với bức xạ hồng ngoại. Hiện tại, các dải được sử dụng bởi các hệ thống hồng ngoại chủ yếu bị giới hạn trong các cửa sổ khí quyển trên.
Khi chọn máy ảnh nhiệt hồng ngoại, nên xem xét nơi sử dụng của nó. Khi mục tiêu phát hiện nằm giữa máy bay và mặt đất, giữa máy bay và máy bay hoặc giữa hai điểm trên mặt đất, sự hấp thụ tia hồng ngoại của bầu khí quyển là khác nhau. Nói chung, 1-3μm chủ yếu được sử dụng trong mục tiêu nhiệt độ cao và phát hiện thiên văn, và cũng trong quan sát mặt đất trong tương lai gần. Cửa sổ khí quyển 8-14 μm phù hợp để quan sát các mục tiêu trên mặt đất, trong khi cửa sổ 3-5μm phù hợp để phát hiện các mục tiêu trên không ở những khu vực có nhiệt độ và độ ẩm cao.