如果电磁波的极化方向总保持在固定的方向上，称为平面极化，也称线极化。 在电场平行于大地的分量（水平分量）和垂直于大地表面的分量，其空间振幅具有任意的相对大小，相位相同或相差180°（同相或反相）变化时，可以得到平面极化。垂直极化和水平极化都是平面极化的特例。

当一个时谐波通过时间与空间进行传播时，电场矢量与磁场矢量都会随之变化。电场矢量的指向为时间与空间的函数，我们称之为波的极化。指向可以在时间与空间上保持静态或者动态变化。为了保证电磁波信号的最大接收，接收天线的极化方式必须与入射波的极化方式相匹配。如果天线的极化方式和入射波的极化相垂直，那么接收机硬件系统将得不到任何信号。一般情况下，入射波的极化方式会与天线的极化方式不同。在被动辐射计遥感中，入射波是全极化的。而天线仅对某一个极化方式有响应，这时，只有一半的入射波能量被接收系统接收。主动系统接收的是由系统发射后再经物体反射回来的信号。因此极化方式得到了良好匹配。然而，在实际情况中反射信号通常也会发生一些去极化，尽管这种情况比较少见。

当电场的水平分量Ex与垂直分量Ey的相位相同，或相差180°时，形成平面极化波。

在式

和

中，令φ1=φ2=0，可得：

合成电场是

合成电场与x轴的夹角由下式决定：

注：C为常数。

合成电场的大小虽随时间变化，但方向保持在一直线上，因此称为线极化波，又称为平面极化波。