光传播时会接触大气中悬浮的颗粒物，有一部分光被颗粒物散射，接收到的光会减弱。散射和悬浮颗粒的大小、类型、分布及方向有很紧密的关系。依据米氏散射理论，McCartney在1975年提出的大气散射模型，这个模型分析了雾天图像成像降质退化的机理，把光学传感器接收到的光分为两个部分：一是目标物体反射的光，反射光在从目标物体传播到成像设备传感器的过程中，被大气中悬浮着的颗粒物吸收和散射，因此成像设备接收到的光会受到衰减，最终导致成像亮度降低，对比度下降；二是周围的环境光（大气光，大气光的主要来源为直射的太阳光、大气的散射光以及地面反射光等），在成像过程中，环境光（大气光）也作为成像的一部分输入光，同样地，在大气光传播到成像设备的过程中也会被大气中的颗粒物吸收和散射，通常这部分光的强度大于目标的反射光，所以会使得图像变得模糊。最终，成像设备传感器接收到的光的强度为目标物体反射光和大气光发生吸收和散射后剩余的光的强度。这两部分可以分别用入射光衰减模型和环境光模型（大气光成像模型）来表述。但是大气散射模型的成立需要一定的条件，首先成像设备与目标物体的距离不能过远，一般在几千公里的范围内；其次，大气中悬浮的颗粒物类型和密度是趋于均匀分布的。