Dans le cas des planètes géantes, il n'y a pas de surface à observer, seule l'atmosphère contribue au flux réfléchi. Il est difficile de sonder très profondément dans ces atmosphères, l'opacité (par absorption et diffusion) au sein de ces atmosphères croissant rapidement avec la profondeur en dessous des nuages visibles (constitués de NH3 ou NH3SH pour Jupiter et Saturne, de CH4 pour Uranus et Neptune).
L'absorption de certaines longueurs d'onde dans le visible nous renseigne aussi sur la composition gazeuse et/ou particulaire. Uranus et Neptune apparaissent ainsi bleu-vert en lumière visible à cause de l'importante épaisseur travsersée de méthane gazeux qui absorbe davantage dans le rouge. À l'inverse, sur Jupiter et Saturne, les brumes photochimiques situées en altitude comportent des chromophores de composition encore inconnue et absorbant l'UV et le bleu, ce qui donne à ces planètes une teinte globalement jaune-orangée.
