随着科学技术的发展与适合空间光通信应用的先进通信电子设备的研究技术基本成熟，无线激光通信又成为下一代光通信的发展方向之一。近地面无线光通信用于宽带接入，是解决最后“一英里”问题的有效方法；而在卫星通信系统中，卫星光通信被认为是解决卫星通信高码率“瓶颈”问题的唯一途径。由于大气激光通信采用的是大气随机信道，所以研究大气随机信道本身的特性对通信系统性能的影响非常重要。本文在搜集与查阅大量的相关文献资料，学习大气激光通信的相关原理后，研究了大气随机信道对无线激光通信的影响，对应大气激光通信的光信号的发射与接收。另外，本文还对大气折射对空地卫星光通信的影响做了研究，提出了利用修正光源的发射角来消除大气折射所引起的光束与卫星之间偏移的思想。这对实际的卫星通信系统具有重要的理论与实际意义。最后，通过实验对半导体激光通过大气传输的远场图样进行实时观测与记录，利用大气激光通信的简化模型对半导体激光通过大气传输的远场光斑做了MATLAB仿真，并在此基础上与实际的实验结果进行比较，利用实验结果对模型进行修正。还通过实验对典型天气条件下的大气衰减做了测量，从感性上认识大气衰减对无线激光通信的影响。