不同的因素控制着雷达图像在距离和方位角方向上的空间分辨率。距离分辨率主要取决于微波脉冲的短暂持续时间（以微秒为单位）。随着俯角变小，距离分辨率也会向远距离提高。方位角分辨率从根本上取决于单个微波脉冲产生的波束宽度；波束越窄，分辨率越好。在早期的机载雷达系统中，通过增加雷达天线的物理长度来缩小波束，但天线尺寸存在明显的实际限制。现代合成孔径雷达 (SAR) 系统使用短物理天线，但对多个雷达回波的复杂处理产生了更长的“合成”天线的效果。特定表面特征由多个连续天线位置上的脉冲“成像”。天线和每个目标之间的相对运动会修改返回信号，使得可以解析来自各个脉冲的数据，从而以良好的方位角分辨率将每个特征放置在正确的位置。