成像光譜儀是一種 在二維區域上收集光譜數據的光譜儀，即，對于圖像的每個部分， 確定關于每個波長的強度的信息。這會產生一個數據“立方體”(三維)，兩個是空間數據(圖像)，一個是指定點的光譜數據。

有多種類型：天文學的一種常見類型是 積分場攝譜儀，它包含一種稱為積分場單元 (IFU)的設備，可以沿一條線(即一維)排列二維圖像的片段。普通光譜儀使用狹縫對從望遠鏡的二維圖像中選擇的一條線上的光譜進行成像和測量，因此生成的圖形(照片或電子存儲圖像)在一個方向(光譜方向或色散方向)顯示光譜數據和另一個維度的空間信息(空間方向). 通過重新排列圖像以便將圖像部分放置在二維區域中，使它們排成一條直線，同一攝譜儀可以以較低的空間分辨率捕獲整個圖像的光譜。透鏡、棱鏡和/或光纖可用于完成重排。與使用“普通”光譜儀拍攝一系列快照相比，這節省了時間，每次都移動狹縫以捕獲第二個空間維度。

另一種類型的成像光譜儀是成像傅里葉變換光譜儀。

無狹縫光譜儀非常有效地產生場內分離物體的光譜，但對于產生擴展源的光譜用處不大 ，通常不被視為成像光譜儀。已經有一些成功的應用方法來解開無狹縫光譜儀為擴展源或擁擠場產生的重疊光譜。

在X 射線和伽馬射線天文學中，收集到的 光子很少，因此在生成圖像方面存在挑戰，但傳感器有時也會測量它們的光子能量，從而使儀器能夠有效地成像攝譜儀，盡管該術語通常不被使用.

請注意，術語成像光譜儀也被用于光譜儀，僅僅是因為它具有像普通相機一樣的操作模式，即提供繞過棱鏡或光柵的選項，以便將其相機用于(非光譜學))成像。這種儀器可以被描述為“成像光譜儀”(例如，哈勃太空望遠鏡的STIS)，即使在光譜儀模式下，它也只能看到典型狹縫的單一維度。