電磁波輻射能夠較好地穿透大氣的一些波段。包括可見光窗區、紅外窗區和射電窗區。
可見光窗區 波長為0.3～0.7微米的可見光波段，能夠穿透大氣被人們的視覺直接感受到。這波長範圍的輻射，大氣吸收很少，主要因大氣分子和氣溶膠的散射而衰減（見大氣散射）。一些鐳射發射波長位於可見光窗區，如0.4880微米（氬離子鐳射）、0.6328微米（氦氖鐳射）、0.6943微米（紅寶石鐳射）等波波長都沒有顯著的吸收。但也可能存在少數的吸收線，如紅寶石激光要註意避開0.69438微米的水汽吸收線。
紅外窗區 在紅外波段，大氣中的主要吸收成分是水汽、二氧化碳和臭氧，其中尤以水汽為最重要。水汽在1.1、1.4、1.9、2.7、6.3 微米附近和13微米以上有一系列吸收帶。二氧化碳的吸收帶中心位於2.7、4.3和14.7微米附近。臭氧的吸收帶中心位於4.7、9.6和4.1微米附近（見大氣吸收光譜）。這些吸收帶間的空隙形成一些紅外窗區，如1.05、1.25、1.65、2.3、3.8、4.0微米附近，但最主要的紅外窗區是8～13微米波段，它比較寬，而且除9.6微米臭氧吸收帶外，別無其他強烈的吸收。紅外窗區中的常用激光發射波長有1.06微米（釔鋁石榴石激光和釹玻璃激光）和10.6微米(二氧化碳激光)，都是透過率很好的波段。在紅外波段，大氣分子和氣溶膠的散射衰減比可見光窗區要小得多。
射電窗區 波長在1毫米（300吉赫）至30米（10兆赫）的電磁波能較好地穿透大氣。此窗區的短波端，屬微波范圍，稱為微波窗區。短波端的下限，主要由大氣中的氧分子和水汽的吸收以及降水水滴對電磁波的散射和吸收所限制。在窗區內還出現以氧分子吸收為主的2.53毫米和5毫米的吸收帶，以及以水汽吸收為主的1.64毫米和1.35厘米的吸收帶，為瞭避開這些吸收帶，微波窗區的波長常用3.3毫米、8～9毫米和3厘米等（見大氣的微波吸收）。射電窗區長波端的上限主要由電離層的臨界頻率所限制，後者與太陽活動、太陽高度角、地理位置等因素有關。通常，頻率低於10兆赫的電磁波將不能穿透電離層。
大氣窗區在大氣輻射和遙感探測方面都具有重要意義，例如可見光窗區使我們能得到太陽的光和熱，用於可見光攝影；紅外窗區被廣泛地用作熱成像遙感，常用的衛星雲圖就利用紅外窗區進行“拍攝”；氣象雷達和衛星通信的波長都選在射電窗區。為瞭發展衛星遙感技術，大氣窗區衰減機制和透過率的研究具有很大的重要性。