为了更好地识别、检测或分析材料的特性，我们首先需要根据其光谱特征，考察光与材料的交互作用。类似于指纹的唯一性，每一种材料都具有独特的光谱特征，这些特征可以通过材料的光谱进行识别，进而了解材料在不同波长下反射、透射或发射的光量。

光谱成像是一项结合了光谱测量与数字成像的技术。标准相机能够捕捉可见光谱中的红光、蓝光和绿光，而光谱成像相机能够捕捉的波长范围更加广泛，小到紫外波长，大到可见光和红外波长。其具备的广谱特性能够通过材料的颜色或化学差异，轻易地识别并分离肉眼难以区分的物质。

光谱成像可以分为多光谱成像(MSI)和高光谱成像(HSI)，主要区别在于两者的光谱分辨率。高光谱相机相机能够连续测量无数窄波段的光，而多光谱相机仅仅能够测量几个离散的波段。

高光谱相机拥有更高的光谱分辨率，使用户能够辨识更加微小的细节。得益于这种高感知力，高光谱相机相机成为多种场合的理想之选。例如，可以用来分类食物或垃圾，检测和分类皮肤损伤，还可以用来分析植物疾病和应激反应。