Analiza z daljinskim zaznavanjem je interpretacija slik, posnetih z oddaljenih lokacij, kot je na krovu letala ali satelita v zemeljski orbiti. Različni slikovni sistemi lahko vidijo površine pri različnih valovnih dolžinah svetlobnega spektra. Naslednja analiza se običajno uporablja za ogled slike drugače, kot jo vidi človeško oko. V primeru daljinskega zaznavanja je hiperspektralno slikanje včasih del analize več pasovnih širin svetlobe na sliki. Slike je mogoče prikazati kot vrsto fotografije, vendar je digitalna obdelava slik pogosto del analize daljinskega zaznavanja, saj lahko računalniki hitro razlagajo podatke.
Običajna valovna dolžina, ki se uporablja pri daljinskem zaznavanju, je infrardeča. Voda in vegetacija sta pogosto vidna s prostim očesom, v primeru poplav in sprememb gozdov pa vidna svetloba včasih ni dovolj. Infrardeča slika gozda ali drugega območja vegetacije lahko pomaga oceniti njegovo zdravje. Raziskovalci lahko spremljajo krčenje gozdov skozi čas z analizo slik, posnetih ob različnih časih, z daljinskim zaznavanjem. Spremljajo lahko tudi stanje poplavnih ravnic in celo ugotavljajo možnost zemeljskih plazov na hribovitem terenu.
Radarske slike se pogosto uporabljajo za sledenje oblakom ponoči. Z uporabo radarja lahko znanstveniki izvedejo tudi analizo gibanja tal z daljinskim zaznavanjem, da zagotovijo dragocene informacije o potresih in potopnih območjih kopnega. Računalniški programi so pogosto sposobni analizirati podatke iz slik, posnetih na različnih spektralnih valovnih dolžinah. Enako multispektralno analizo je mogoče uporabiti tudi v medicini, s slikanjem celic in biološkega tkiva za diagnosticiranje okužb in bolezni. Takšno laboratorijsko analizo je mogoče uporabiti v povezavi s slikanjem z magnetno resonanco (MRI) in rentgenskimi žarki.
Instrumenti, imenovani spektrometri, pogosto pomagajo pri analizi daljinskega zaznavanja. Ti instrumenti so na splošno sposobni hiperspektralnega slikanja, kar pomeni, da se pasovi slik skenirajo na različnih valovnih dolžinah. Za takšne slike je značilna njihova fizična širina in razdalja, ki se raztezajo. Izmerimo lahko tudi odbito energijo, ki določa spektralni odziv objekta. Za razlago takšnih podatkov je običajno potrebno vedeti, kako določene značilnosti sevajo vsako valovno dolžino svetlobe.
Računalniki morajo običajno biti sposobni prepoznati predmete, kot so vozila, mostovi ali voda, da zagotovijo ustrezno analizo daljinskega zaznavanja. Merilne tehnike morajo na splošno razlikovati en predmet od drugega. Z digitalno obdelavo slike je vsaka slikovna pika številčno predstavljena kot del analize samodejnega daljinskega zaznavanja. Slike si lahko zelo podrobno ogledate tudi na računalniškem zaslonu, črno-bele ali barvne.