Procés pel qual l'atmosfera absorbeix energia incident, sovint de longituds d'ona específiques.

L'absorció atmosfèrica depèn dels components de l'atmosfera, principalment de l'ozó, de l'oxigen atòmic i del vapor d'aigua. En el cas de sensors que capten radiació reflectida, tant la radiació que viatja de la font de radiació (el Sol en sensors passius o un lidar, un SAR, etc. en sensors actius) a l'objecte observat, com la que viatja de l'objecte al sensor es veuen més o menys afectades per l'absorció atmosfèrica, especialment en el VIS i l'IR. En canvi, en els sensors que reben radiació emesa (sensors tèrmics, etc.) només és en el segon camí on eventualment la radiació pot experimentar absorció. En tots els casos, però, comporta una reducció en l'energia que arriba al sensor.

L'absorció atmosfèrica és un fenomen habitualment problemàtic en l'observació de la superfície terrestre, ja que modifica el senyal rebut per la zona observada (excepte quan hom observa processos d'emissió de la zona) i, sobretot, el senyal rebut pel sensor, per la qual cosa és un dels aspectes que té en compte la correcció atmosfèrica i el disseny de sensors (certs sensors eviten captar dades en aquelles longituds d'ona més afectades).

Tanmateix, l'absorció atmosfèrica també pot ser útil en teledetecció, ja que permet conèixer millor la composició de l'atmosfera tant verticalment com al llarg del temps, per la qual cosa els sensors de satèl·lits meteorològics com els Meteosat o els radars meteorològics porten bandes sensibles a zones d'absorció de components d'interès, com l'aigua. Un clar exemple n'és la descoberta, l'any 1985, i el seguiment del forat de la capa d'ozó gràcies a la teledetecció.