SMOS, lleva a bordo un radiómetro de microondas que registra la «temperatura de brillo» de la Tierra. Es decir, mide la energía que desprende la superficie de la Tierra, eso permite calcular la cantidad de agua almacenada como humedad en el suelo y la cantidad de sal disuelta en las aguas superficiales de los océanos. Una valiosa información que ayuda a comprender mejor el ciclo el agua en el planeta y los procesos de intercambio que tienen lugar entre la superficie terrestre y la atmósfera.

El sensor también permite calcular la velocidad del viento sobre la superficie del mar, incluso en las condiciones más desfavorables. Así cuando las olas rompen en el mar dando lugar a los llamados borregos, la energía que desprende la superficie se altera, eso sucede cuando se forman las tormentas. Los expertos pueden entonces calcular la fuerza del viento midiendo los cambios que se producen en la radiación que emite la superficie del mar.

SMOS no pierde su capacidad con la lluvia u otros fenómenos atmosféricos lo que le sitúa en primera línea para detectar huracanes. Esta capacidad se comprobó por primera vez cuando se analizaron los datos que había recogido durante el paso del huracán Igor sobre el Atlántico Norte. El satélite sobrevoló a Igor nueve veces entre los días 11 al 19 de septiembre de 2010.