地物的微波輻射機理不同于對太陽光在可見光-近紅外區域的反射，也不同于地物對雷達電波的反射。它一方面同地物的物理溫度相關，這與熱紅外輻射類似；另一方面又同地物對該頻段微波的反射能力成反比。也即在雷達圖像中看到的亮的部分，在微波輻射圖像中很可能是暗的部分。這是因為地物對電磁波反射能力越強，其吸收能力就越弱，從而其自身的微波輻射就越弱。因此，微波圖像很可能在某種程度上與雷達圖像互補。比如經過偽裝的目標在雷達圖像中看不到，但在微波輻射圖像中就可以看到。
微波輻射計的應用：可用于土壤濕度(墑情)、植被含水量、海水含鹽度和降水的測量，還可監測和預報山體滑坡等。
土壤水分是陸—氣交互作用的重要邊界條件，在全球水循環和能量循環中扮演著關鍵角色，直接影響降水、徑流、下滲與蒸散發等水文循環過程，并能反映洪澇和干旱的程度。土壤水分的變化強烈影響其微波輻射特征，L波段微波輻射計利用干燥土壤和液態水分在介電特性上的巨大差異反演土壤水分；
L波段是獲取表層土壤水分信息的最佳波段，它可以穿透稀疏和中等濃密植被，并能獲取一定深度的土壤信息；L波段被動微波遙感技術已逐漸成為大尺度土壤水分監測的主要手段。
ARIEL是一款雙極化L波段微波輻射計，它基于ESA SMOS衛星任務上的MIRAS儀器所使用的相同技術，設計簡單，堅固耐用，能夠承受在野外測量活動中可能出現的振動和沖擊，可用于大面積土壤濕度遙感。L波段微波輻射計已被空間機構和研究機構成功用于土壤濕度和海洋鹽度遙感估算和分析。
星載輻射計用于全球氣候變化和水圈研究。衛星觀測的優勢在于其提供連續時間的大面積測量的能力，但是，衛星觀測的空間分辨率很低。當前的星載L波段輻射計提供的空間分辨率約為每像素40km，或者通過多傳感器數據融合算法達到1km，但仍然難以在精細應用中使用。
ARIEL 作為一款新型L波段微波輻射計，其測量深度在熱成像和地面穿透雷達之間的做了很好的平衡，以適用于高空間分辨率的大面積表層土壤測量。它最初用于精細農業的土壤水分測量，目前已證明也可用于更多遙感應用，如：農業與環境、土壤水分和土壤變異性、工程濕度測量、滲漏檢測、海冰厚度、道路水分密度變化等。
