Les nuages étant opaques au rayonnement infrarouge, la restitution des températures de surface de la mer ne peut par conséquent se faire qu'au-dessus des régions océaniques de ciel clair.
Une étape préalable au calcul des TSM consiste donc à identifier et masquer les nuages présents sur les images. Les masques nuageux sont réalisés à partir de méthodes automatiques de détection et de classification des nuages (Derrien et al., 1993, Derrien and Le Gléau, 1999). Les algorithmes utilisés, notamment celui du SAF 'Prévision immédiate et à très court terme' reposent sur le calcul de combinaisons de bandes spectrales, de techniques de seuillage multispectral successives et sur des tests de variabilité spatiale des radiances (Derrien and Le Gléau, 2005). Ils utilisent généralement des données auxiliaires (atlas climatologiques) qui permettent une comparaison fonction des conditions d'éclairage et de la localisation géographique.
Au-dessus des zones marines, il est ainsi possible de discriminer de manière automatique, la mer et les nuages, en comparant les valeurs de TSM pour chaque pixel de l'image à une température climatologique minimale calculée pour le même moment de l’année. Si la température de surface de la mer mesurée par le capteur satellitaire est inférieure à celle issue de la climatologie, on considère que le pixel correspondant est contaminé par des nuages.

Si : le pixel est considéré comme nuageux.

Les températures climatologiques sont calculées à partir de données recueillies quotidiennement sur une période de plusieurs années. La climatologie de référence utilisée au Centre de Météorologie Spatiale de Météo-France à Lannion, a été établie à partir des données NOAA - AVHRR de nuit, sur la période 1985 - 1995 (Faugère et al., 2001). Le seuil de tolérance permet d'admettre des températures calculées légèrement inférieures à la température climatologique minimale.