為了更好地識別、檢測或分析材料的特性，我們首先需要根據其光譜特征，考察光與材料的交互作用。類似于指紋的唯一性，每一種材料都具有獨特的光譜特征，這些特征可以通過材料的光譜進行識別，進而了解材料在不同波長下反射、透射或發射的光量。

光譜成像是一項結合了光譜測量與數字成像的技術。標準相機能夠捕捉可見光譜中的紅光、藍光和綠光，而光譜成像相機能夠捕捉的波長范圍更加廣泛，小到紫外波長，大到可見光和紅外波長。其具備的廣譜特性能夠通過材料的顏色或化學差異，輕易地識別并分離肉眼難以區分的物質。

光譜成像可以分為多光譜成像(MSI)和高光譜成像(HSI)，主要區別在于兩者的光譜分辨率。高光譜相機相機能夠連續測量無數窄波段的光，而多光譜相機僅僅能夠測量幾個離散的波段。

高光譜相機擁有更高的光譜分辨率，使用戶能夠辨識更加微小的細節。得益于這種高感知力，高光譜相機相機成為多種場合的理想之選。例如，可以用來分類食物或垃圾，檢測和分類皮膚損傷，還可以用來分析植物疾病和應激反應。