微波輻射計的主要技術指標是頻段和溫度分辨率、空間分辨率。
目前機載微波輻射計實測溫度分辨率達0.02K，星載微波輻射計溫度分辨率達0.2～1K。
早期的微波輻射計技術采用單檢測器變頻技術，目前國際上新成熟的技術為并行多檢測器多通道直接測量技術，二種技術都采用K波段和V波段的水汽和氧氣通道觀測反演大氣的水汽和溫度信息。 由于基于并行技術的微波輻射計探測速度和穩定性大大高于前者，已經成為當今微波輻射計發展的重要方向。并行技術微波輻射計的各通道帶寬獨立，積分時間充足的條件下可采用邊界層多角度掃描捕捉到邊界層1K的微小亮溫變化，大大提高了邊界層溫度垂直分辨率。并行多通道也使得快速全天空掃描和方位-時間掃描得以實現，特別有助于監測天空快速水汽變化和云天變化。