穿透深度是衡量光或任何電磁輻射可以穿透材料的深度的量度。 它被定義為材料內部的輻射強度下降到表面（或更準確地說，剛好低于）其原始值的 1/e（約 37%）的深度。

當電磁輻射入射到材料表面時，它可能會（部分）從該表面反射，并且會有一個包含能量的場傳輸到材料中。 該電磁場與材料內部的原子和電子相互作用。 根據材料的性質，電磁場可能會在材料中傳播很遠，或者可能會很快消失。 對于給定的材料，穿透深度通常是波長的函數。

根據 Beer-Lambert 定律，材料內部的電磁波強度從表面呈指數衰減

I ( z ) = I 0 e ? α z {\displaystyle I(z)=I_{0}\,e{-\alpha z}}

如果 δ p {\displaystyle \delta _{p}} 表示穿透深度，我們有

δ p = 1 α {\displaystyle \delta _{p}={\frac {1}{\alpha }}}

穿透深度是描述材料內部電磁波衰減的一個術語。 上述定義指的是深度 δ p {\displaystyle \delta _{p}}，在該深度處場的強度或功率衰減到其表面值的 1/e。 在許多情況下，人們關注的是場量本身：電磁波中的電場和磁場。 由于波在特定介質中的功率與場量的平方成正比，因此可以說電場（或磁場）的強度衰減到其表面值的 1/e 時的穿透深度， 在這一點上，波浪的能量因此下降到 1 / e 2 {\displaystyle 1/e{2}} 或它的表面值的大約 13%：

δ e = 1 α / 2 = 2 α = 2 δ p {\displaystyle \delta _{e}={\frac {1}{\alpha /2}}={\frac {2}{ \alpha }}=2\delta _{p}}

請注意 δ e {\displaystyle \delta _{e}} 與趨膚深度相同，后者通常適用于金屬，參考電流的衰減（隨著電場或磁場的衰減，由于 入射到體導體上的平面波）。 衰減常數 α / 2 {\displaystyle \alpha /2} 也與傳播常數的（負）實部相同，也可以使用符號表示為 α {\displaystyle \alpha } 與上面的用法不符。 當引用源時，必須始終注意注意諸如 α {\displaystyle \alpha } 或 δ {\displaystyle \delta } 之類的數字是指場本身的衰減，還是強度（功率 ) 與該字段關聯。 對于正數是描述衰減（場的減少）還是增益，也可能是模棱兩可的； 這通常從上下文中顯而易見。

垂直入射到材料上的電磁波的衰減常數也與材料折射率 n 的虛部成正比。 使用上述 α {\displaystyle \alpha }（基于強度）的定義，以下關系成立：

α / 2 = 1 δ e = 1 2 δ p = ω c I m ( n ~ ( ω ) ) = 2 π λ I m ( n ~ ( ω ) ) {\displaystyle \alpha /2={\ frac {1}{\delta _{e}}}={\frac {1}{2\delta _{p}}}={\frac {\omega }{c}}\; \mathrm {Im} ({\波浪號 {n}}(\omega ))={\frac {2\pi }{\lambda }}\;\mathrm {Im} ({ 代字號 {n}}(\omega ))}

其中 n ~ {\displaystyle {\tilde {n}}} 表示復折射率，ω {\displaystyle \omega } 是輻射的弧度頻率，c 是真空中的光速，λ {\displaystyle \lambda } 是波長。 請注意 n ~ ( ω ) {\displaystyle {\波浪號 {n}}(\omega )} 是頻率的函數，它的虛部通常不被提及（透明時基本上為零 電介質）。 金屬的復折射率也很少被提及，但具有相同的意義，導致穿透深度（或趨膚深度 δ e {\displaystyle \delta _{e}} ）由一個有效的公式準確給出 微波頻率。

這些和其他指定電磁場衰減的方法之間的關系可以通過不透明度的數學描述來表達。

這僅指定了場的衰減，這可能是由于有損介質中電磁能的吸收引起的，或者可能只是描述了場在沒有發生損耗的介質中的穿透（或兩者的組合）。 例如，假設物質的折射率可能為復數 n ~ = 1 + .01 j {\displaystyle {\tilde {n}}=1+.01j} 。 波將在沒有明顯反射的情況下進入該介質，并將完全被介質吸收。