Les profils de température et de vapeur d'eau varient considérablement d'un moment à l'autre et d'un lieu à l'autre. L'intérêt principal des mesures par satellites réside dans leur capacité d'observation régulière, mondiale et à long terme.
Le principe de la restitution des profils atmosphériques par sondage satellitaire peut être décrit ainsi : les températures de brillance mesurées dans les raies spectrales présentes dans les bandes d'absorption du CO₂ apparaissent étroitement corrélées au profil vertical de la température de l'atmosphère. En effet, l'énergie (luminance) mesurée par IASI est la somme des émissions thermiques des différentes couches de l'atmosphère.
En choisissant les longueurs d'onde telles que l'émission (ou l'absorption) soit maximale dans une couche donnée et minimale ailleurs, en supposant que le pouvoir émissif soit connu à priori (ce qui est possible pour un gaz tel que le CO₂), la mesure à chaque longueur d'onde permet de restituer la température de la couche correspondante. L'ensemble des mesures fournit le profil vertical des températures.
En corrolaire, des mesures dans les bandes d'absorption de la vapeur d'eau (ou de l'ozone) permettent, si l'on connaît le profil de la température, de restituer le profil vertical d'humidité (ou de l'ozone).
La précision atteinte en 1998 par le sondeur opérationnel HIRS de la NOAA (qui présente une résolution spectrale d'environ 10 cm-¹) est évaluée à 2,5 kelvins et 40% pour l'humidité.

Une résolution spectrale plus fine (0,3 à 0,5 cm-¹) permet d'atteindre une meilleure précision. IASI vise ainsi une précision de 1 kelvin et 10%. Cette résolution permet également de restituer des spectres fins d'éléments chimiques en faible concentration mais d'une importance notable vis-à-vis de l'effet de serre atmosphérique : l'ozone, le monoxyde de carbone, l'oxyde d'azote et le méthane.

En outre, IASI a la capacité de mesurer la concentration verticale globale des principaux gaz à effet de serre. Il va fournir des données scientifiques importantes pour mieux comprendre les processus du climat et mieux les représenter dans les modèles planétaires.

Les méthodes pour dériver ces produits avec la précision requise sont étudiées par l'ISSWG dans le cadre du Programme Préparatoire. Ces études ont montré que des modèles de transfert radiatif (modéles ligne par ligne) très précis, comme le modèle français 4A/OP, inclus tous les éléments spectraux nécessaires aux simulations IASI. La précision des modèles existants a été comparée aux mesures in situ (aériennes) existantes permettant de quantifier les erreurs acceptables pour les techniques d'inversion. Il a aussi été montré que IASI permettra de mener certaines études dans le domaine de la chimie de l'atmosphère.
(Voir la Documentation sur les résultats scientifiques)

Globalement, les études scientifiques ont montrées que les exigences de la mission seront remplies et que pour certain paramètres la précision, qui peut être atteinte, est meilleure que celle spécifiée. De plus, des produits additionnels important pour les études atmosphériques et du climat peuvent aussi être dérivés.