太阳光辐射通过大气，一部分到达地面，称为直接太阳辐射；另一部分被大气分子、大气中的微尘、水汽等吸收、散射和反射。太阳辐射在空间和时间上的分配细节，对于气象、水文、农业等方面有重要作用。大气气溶胶影响着地球大气的状态，是造成大气污染的主要成分之一，其光学厚度是评价大气环境污染的一个关键因子，是表征气溶胶状况的一个重要物理量。太阳光度计用来测量太阳直接辐射光谱特性，是目前探测大气气溶胶的一个常用且有效的监测仪器。通过测量不同波长的太阳直接辐射随太阳高度角的变化，以得到该波长的大气光学厚度以及大气浑浊度，进而反演大气中水汽、臭氧、氮氧化物等气体的总含量以及大气气溶胶粒子的平均尺寸谱。大气分子和粒子与太阳辐射的相互作用会形成不同的光谱特性，进而产生不一样的天空背景散射亮度，即瑞利散射，可覆盖可见光到近红外波段。天空散射辐射计可测量不同时刻的天空背景亮度，对大气探测、仪器选址等具有重要意义。
