Falą w wolnej przestrzeni jest fala biegnąca w linii w zasięgu wzroku, jest to bezpośrednie rozchodzenie się fal radiowych między antenami, widocznymi dla siebie. Jest to najczęściej występujący tryb propagacji fal radiowych w zakresie VHF i częstotliwości wyższych. Przykładem jest propagacja między satelitą a anteną naziemną lub odbiór sygnałów telewizyjnych z lokalnego nadajnika telewizyjnego.
Przy założeniu, że ośrodek nie wprowadza żadnego tłumienia, fale rozchodzą się promieniście, bez strat energii. Wówczas gęstość mocy w odległości od izotropowego źródła energii o mocy promieniowania wyraża się wzorem:
natomiast amplituda pola elektrycznego wytwarzanego przez to źródło, wynosi:
Fala przyziemna
Rozchodzenie się fali przyziemnej w dużym stopniu zależy od parametrów elektrycznych powierzchniowych warstw Ziemi (od jej struktury, temperatury, wilgotności) oraz pokrycia terenowego (lasy, budynki itp.).
Fala przyziemna może rozchodzić się jako: fala przestrzenna (bezpośrednia lub odbita od powierzchni Ziemi), bądź jako fala powierzchniowa.
Fala powierzchniowa jest emitowana przez antenę nadawczą, umieszczoną na niewielkiej wysokości nad Ziemią, i rozchodzi się wzdłuż jej powierzchni.
Fala troposferyczna