Version optique du radar, le lidar émet des impulsions lumineuses dans l'atmosphère et enregistre l'énergie rétrodiffusée par les aérosols et les gaz. L'analyse temporelle de la lumière rétrodiffusée (puissance, polarisation, fréquence) permet de déterminer certaines propriétés optiques dont se déduit la nature des particules piégées dans les différentes couches traversées par le faisceau laser. Les scientifiques peuvent ainsi distinguer plusieurs variétés d'aérosols : polluants continentaux, aérosols marins, poussières et cendres volcaniques.

En août 2011, des chercheurs du LSCE réalisent une campagne originale avec un lidar dans l'UV (355 nm), à bord d'un ULM, au-dessus du Détroit de Gibraltar. Cette expérience aéroportée est appuyée par des observations lidar Raman depuis un site côtier cette fois, à 50 km au nord-est (près de Malaga, en Espagne). Au vu des résultats obtenus, la classification généralement utilisée pour interpréter les observations lidar à partir de l'espace doit être légèrement révisée : les propriétés optiques des aérosols désertiques peuvent en effet être très différentes suivant l'historique de leur transport dans l'atmosphère et suivant leur association avec des aérosols de pollution ou d'origine marine.

Ces travaux font l'objet du centième article du volume spécial de Atmospheric Measurement Techniques consacré au projet ChArMEx (Chemistry-Aerosol Mediterranean Experiment).

ChArMEx a pour objectif l'étude de la chimie atmosphérique et ses impacts en Méditerranée. Il  a été développé à partir de 2007 et coordonné par le LSCE, de 2010 à 2019 dans le cadre du programme multi-organismes MISTRALS (Mediterranean Integrated Studies at Regional And Local Scales) lui-même piloté par le CNRS (INSU).