微波辐射通常指1毫米到30厘米波长范围的辐射。自然界里许多物体都能发射和吸收微波辐射。气象卫星携带的微波探测器测量地表或大气发射的微波辐射，由此推测物体的各种特性的技术称被动微波遥感。在大气中，水汽在波长λ=13.5毫米（22.235千兆赫）、1.6毫米（183.34千兆赫）；氧在波长λ=5毫米（50～70千兆赫）、2.3 毫米（118.7千兆赫）处有强烈吸收和发射微波辐射。
微波辐射具有穿透云雾、降水的 能力，可以测定云下物体发射的辐射，具有全天候、全天时的工作能力。由微波辐射计 接收大气中水汽、氧等气体发射的微波辐射，并经反演处理能得到大气中温度、湿度、 降水等气象要素。