Все оптические методы, о которых будет рассказано ниже, основаны на измерении характеристик рассеянного света. В промышленности широкое применение нашел малоугловой метод, в основе которого лежит измерение углового распределения яркости рассеянного света в области малых углов, т. е. близких к углу падения луча на исследуемую среду.

В актинометрии применяют ореольные фотометры для измерения яркости околосолнечного ореола.

Широкое распространение получили дистанционные оптические методы зондирования атмосферы. В основе этих методов исследования самой атмосферы, а также ближнего и дальнего космоса лежит измерение спектрального состава, углового распределения яркости и поляризации рассеянного в атмосфере, на ее различных уровнях, в разное время суток, солнечного света или света искусственных источников (лазеров, прожекторов).

Измерения могут проводиться как с поверхности Земли, так и с воздуха — на ракетах, космических кораблях, орбитальных станциях, искусственных спутниках Земли. Из наземных методов расскажем о лидарном, прожекторном и сумеречном.

Основной задачей перечисленных методов дистанционного зондирования атмосферы является исследование атмосферного аэрозоля: определение его концентрации на различных высотах, распределения частиц аэрозоля по размерам (спектра размеров), его физических и оптических свойств. Большим достоинством применяемых оптических методов является возможность исследовать мелкодисперсную, или субмикронную, часть атмосферного аэрозоля — частицы размером менее 1 мкм. Аэрозоли, состоящие из частиц такого размера, трудно исследовать прямыми методами, не нарушая при этом их структуры. Однако аэрозоли этой группы очень активно рассеивают свет, чем и „обнаруживают" свое присутствие в атмосфере. Благодаря рассеянному ими свету их и удается исследовать.