研究大氣折射、散射等的基本規律
大氣光學包括：基本規律的研究，如大氣折射、大氣散射等，它們是大氣光學的基礎，也是物理學的一部分。大氣光學特性的研究，如大氣消光、大氣吸收、大氣能見度、大氣渾濁度、大氣透明度、天空亮度等。大氣光象的研究，包括朝晚霞、曙暮光、天空顏色等大氣光象，虹、暈、華等雲中光象，並研究它們的成因，以及它們與大氣狀態和天氣過程之間的聯絡。
大氣光學首先研究大氣折射、大氣散射等的基本規律，它們是大氣光學的基礎，也是物理學的一部分；而後是對大氣光學特性的研究，另外大氣光象還研究包括朝晚霞、曙暮光、天空顏色等大氣光象。大氣中的光現象是指發生在大氣中，並用肉眼所能直接感覺到的光現象。它可以分為三類：首先是光在大氣中的折射引起的光現象。當光線入射到低層大氣時，由於光線折射，改變了徑跡，這樣在水平面以上，天體和物體的實際高度角與測出的高度角有明顯的差異，即所謂天文折射和地球折射現象。一旦大氣密度出現異常分佈，使來自遠處目標物的光線在另一高度發生全反射，那麼除能看到本身實物外，還可以看到它的反射像，這就是人們通常稱為的“海市蜃樓”。
研究大氣散射引起的光現象
其次是大氣散射引起的光現象。天穹色彩的變化就是大氣散射引起的光現象之一，比如清潔的大氣使天穹呈現藍色。當大氣十分渾濁、大氣中懸浮粒子大量增加時，天穹呈現青灰色，在天邊甚至出現不透明的灰白色。曙暮光是大氣散射的另一現象。當太陽在地平面以下時，太Sunny無法直接到達地面，但是它能照亮地面以上的大氣層，使天空明亮。曙暮光指的就是黎明和黃昏這段時間的光亮。
研究大粒子對光的折射等引起的光現象
還有就是大粒子（如水滴、冰晶等）對光的折射、反射與衍射引起的光現象，最常見的有虹、華和暈。虹是由於太Sunny線在大氣水滴裡的折射與反射產生的圍繞反日點的彩色圓弧；華是由於雲中的水滴與冰針分別起小孔與狹縫的作用，使光衍射引起的圍繞太陽（或月亮）的許多彩色圓環；暈是由於太陽（或月亮）光在冰晶上折射與反射引起的一系列光學現象的總稱。根據著色的性質，有由於折射而引起的略帶色彩的暈（如彩虹圓環、幻日等）以及由反射引起的白色暈（如水平環、側日等）之分。能見度是指人眼在大氣中觀察到的最遠距離。它取決於下列各種因素，如物體和背景的屬性、物體和背景照度的屬性、大氣屬性以及觀測儀器（包括肉眼）的屬性等等。發展了一種能見度儀，它直接測量大氣透過率和背景亮度等氣象要素，透過計算機進行綜合分析來計算能見距離。該儀器可以比較客觀地反映大氣實際的能見度，在一些機場已被採用。
天空背景是指來自天空的向下輻射通量，其中包括大氣和雲對太Sunny的散射輻射以及大氣氣體的自發輻射，夜間還包括少量的月光和星光的散射。一般而言，對太Sunny的散射輻射主要集中在短波部分。在晴天，最大輻射通量的波長為0.45微米左右，而氣體的自發輻射主要集中在長波部分，最大輻射通量的波長為10.5微米左右。天空背景輻射通量的大小及其空間分佈是十分複雜的，它主要取決於幾種影響因子的組合。這些影響因子包括太陽的高度、下墊面的反射率、觀測點離地面的高度、雲量、雲狀、大氣透明度以及大氣狀態等。
光在大氣中的傳輸效能是指光波透過大氣所引起的光學特性的變化。它主要包括由於大氣散射與吸收造成的輻射能量損失的大氣衰減；由於大氣折射率的隨機起伏造成的光束的光強起伏（閃爍）、漂移擴充套件以及相干性破壞等的大氣湍流效應；以及光在大氣中傳輸的非線性光學效應，這種效應必須在強鐳射傳輸中才能顯示出來，因此又稱為強鐳射大氣傳輸的非線性效應。
根據大氣光學現象以及光的傳輸特性，利用自然光或人工光源可以遙感大氣某些物理量。例如對太陽輻射衰減的測量確定斜程大氣的混濁度；透過對太Sunny紫外輻射衰減的測量，確定大氣臭氧的總量；利用多波長紅外輻射計測量太陽的散射輻射強度，可以推斷整層大氣氣溶膠濃度與譜分佈等等。
研究大氣折射、散射等的基本規律
大氣光學包括：基本規律的研究，如大氣折射、大氣散射等，它們是大氣光學的基礎，也是物理學的一部分。大氣光學特性的研究，如大氣消光、大氣吸收、大氣能見度、大氣渾濁度、大氣透明度、天空亮度等。大氣光象的研究，包括朝晚霞、曙暮光、天空顏色等大氣光象，虹、暈、華等雲中光象，並研究它們的成因，以及它們與大氣狀態和天氣過程之間的聯絡。
大氣光學首先研究大氣折射、大氣散射等的基本規律，它們是大氣光學的基礎，也是物理學的一部分；而後是對大氣光學特性的研究，另外大氣光象還研究包括朝晚霞、曙暮光、天空顏色等大氣光象。大氣中的光現象是指發生在大氣中，並用肉眼所能直接感覺到的光現象。它可以分為三類：首先是光在大氣中的折射引起的光現象。當光線入射到低層大氣時，由於光線折射，改變了徑跡，這樣在水平面以上，天體和物體的實際高度角與測出的高度角有明顯的差異，即所謂天文折射和地球折射現象。一旦大氣密度出現異常分佈，使來自遠處目標物的光線在另一高度發生全反射，那麼除能看到本身實物外，還可以看到它的反射像，這就是人們通常稱為的“海市蜃樓”。
研究大氣散射引起的光現象
其次是大氣散射引起的光現象。天穹色彩的變化就是大氣散射引起的光現象之一，比如清潔的大氣使天穹呈現藍色。當大氣十分渾濁、大氣中懸浮粒子大量增加時，天穹呈現青灰色，在天邊甚至出現不透明的灰白色。曙暮光是大氣散射的另一現象。當太陽在地平面以下時，太Sunny無法直接到達地面，但是它能照亮地面以上的大氣層，使天空明亮。曙暮光指的就是黎明和黃昏這段時間的光亮。
研究大粒子對光的折射等引起的光現象
還有就是大粒子（如水滴、冰晶等）對光的折射、反射與衍射引起的光現象，最常見的有虹、華和暈。虹是由於太Sunny線在大氣水滴裡的折射與反射產生的圍繞反日點的彩色圓弧；華是由於雲中的水滴與冰針分別起小孔與狹縫的作用，使光衍射引起的圍繞太陽（或月亮）的許多彩色圓環；暈是由於太陽（或月亮）光在冰晶上折射與反射引起的一系列光學現象的總稱。根據著色的性質，有由於折射而引起的略帶色彩的暈（如彩虹圓環、幻日等）以及由反射引起的白色暈（如水平環、側日等）之分。能見度是指人眼在大氣中觀察到的最遠距離。它取決於下列各種因素，如物體和背景的屬性、物體和背景照度的屬性、大氣屬性以及觀測儀器（包括肉眼）的屬性等等。發展了一種能見度儀，它直接測量大氣透過率和背景亮度等氣象要素，透過計算機進行綜合分析來計算能見距離。該儀器可以比較客觀地反映大氣實際的能見度，在一些機場已被採用。
天空背景是指來自天空的向下輻射通量，其中包括大氣和雲對太Sunny的散射輻射以及大氣氣體的自發輻射，夜間還包括少量的月光和星光的散射。一般而言，對太Sunny的散射輻射主要集中在短波部分。在晴天，最大輻射通量的波長為0.45微米左右，而氣體的自發輻射主要集中在長波部分，最大輻射通量的波長為10.5微米左右。天空背景輻射通量的大小及其空間分佈是十分複雜的，它主要取決於幾種影響因子的組合。這些影響因子包括太陽的高度、下墊面的反射率、觀測點離地面的高度、雲量、雲狀、大氣透明度以及大氣狀態等。
光在大氣中的傳輸效能是指光波透過大氣所引起的光學特性的變化。它主要包括由於大氣散射與吸收造成的輻射能量損失的大氣衰減；由於大氣折射率的隨機起伏造成的光束的光強起伏（閃爍）、漂移擴充套件以及相干性破壞等的大氣湍流效應；以及光在大氣中傳輸的非線性光學效應，這種效應必須在強鐳射傳輸中才能顯示出來，因此又稱為強鐳射大氣傳輸的非線性效應。
根據大氣光學現象以及光的傳輸特性，利用自然光或人工光源可以遙感大氣某些物理量。例如對太陽輻射衰減的測量確定斜程大氣的混濁度；透過對太Sunny紫外輻射衰減的測量，確定大氣臭氧的總量；利用多波長紅外輻射計測量太陽的散射輻射強度，可以推斷整層大氣氣溶膠濃度與譜分佈等等。