电离层是地球大气中受到太阳辐射而离子化的区域，电离层内部又分为不同区域，其中的电离子分布是不均匀的，并且是时变的。电离层对电磁波引起的损耗主要有两个，一是电离层中的电子会对电磁波产生吸收损耗，二是背景电离作用会引起极化旋转。

1)电离层吸收损耗

对于频率高于30 MHz的频率，电离层吸收损耗Li的近似公式为

式中　θz为传播路径的天顶角；f为频率。

对于70 MHz以上的电磁波，电离层吸收损耗几乎为零。

2)极化旋转

当线极化波通过电离层时，由于电磁场的存在和等离子体的各向异性，其极化面相对于入射波会发生旋转，这种现象称为法拉第旋转。旋转角度θpi可表示为

式中Bav为地球平均场强，单位为Wb/m2；NT为总电子含量，单位为el/m2；f为频率，单位为GHz。

得到旋转角度θpi后，即可计算出线极化波的极化损耗。

而对于圆极化波，法拉第旋转只是简单叠加到其旋转方向上，不会引起极化损耗。