光譜成像是從物體獲取空間和時間數據信息以獲取信息的科學技術。目前，數字成像是最先進和適用的方法，它使用數碼相機記錄數據，例如電荷耦合器件(CCD)。

在生物學研究中，圖像可以通過光學顯微鏡等普通光學方法測量，也可以通過提供有關物體的額外物理或化學信息的更先進的方法測量;示例包括光學相干斷層掃描和壽命成像。由于光譜成像的廣泛使用，我們將以下討論限制在光學顯微鏡，主要是在可見光范圍內。

圖像的質量決定了可以從中提取的信息量，下表描述了表征所采集圖像的最常見參數：

1個空間分辨率決定了對象中最接近的可區分特征。它主要取決于波長 (λ)、物鏡的數值孔徑 (NA)、放大倍率和陣列檢測器(通常是 CCD 相機)的像素大小。后兩者之所以起作用，是因為它們決定了必須足夠高才能實現全分辨率的采樣頻率。空間分辨率還取決于信號質量。

2個最低可檢測信號取決于檢測器的量子效率(越高越好)、系統的噪聲水平(越低越好)、光學器件的 NA(越高越好)以及光學器件的質量。這在光子數量有限或可用于測量的總時間有限(例如，由于氧氣引起的熒光猝滅或活細胞成像)的應用中尤為重要。

3個所采集數據的動態范圍決定了可以在圖像中檢測到的不同強度級別的數量。它取決于每個像素的最大可能電子數和最低可檢測信號(基本上是這兩個值的比率)。然而，如果測得的信號很低，以至于與像素相關聯的 CCD 阱僅被部分填充，則動態范圍將相應地受到限制。例如，如果 CCD 阱僅達到其最大容量的 10%，則動態范圍將降低至其標稱值的 10%。

4個視野 (FOV) 決定了可以成像的最大區域。

5個其他參數包括曝光時間范圍(通常由檢測器確定)和 CCD 像素的合并以獲得靈敏度(通過權衡空間分辨率)。