Slikovna spektroskopija, znana tudi kot hiperspektralno slikanje, ustvari sliko predmeta s snemanjem svetlobnih valov, ki jih predmet oddaja. Postopek je podoben fotografiranju, vendar namesto snemanja le določenih barv naprava za slikovni spektrometer zajame širok razpon svetlobnih valov, nekaterih od katerih človeško oko ne vidi samo. To omogoča znanstvenikom, da opazujejo materiale in kemikalije, ki sestavljajo predmet. Postopek je nedestruktiven, kar pomeni, da lahko znanstveniki opazujejo predmet, ne da bi ga poškodovali. Odpira vrata za naprednejše medicinske in zgodovinske raziskave ter možnost preučevanja kopenskih mas in njihove atmosfere.
Ko človek gleda predmet, njegove oči zajamejo določene svetlobne valove, ki jih vidi kot barve. Oko zlije vse barve, ki jih lahko vidi, skupaj, da tvori sliko predmeta, ki ga gleda. Slikovna spektroskopija naredi nasprotno. Prevzame vse svetlobne valove v predmetu in jih razdeli na posamezne točke. Pregledovanje slik, ustvarjenih s to metodo, lahko razkrije določene lastnosti predmeta, kot so kemikalije, ki jih vsebuje.
Z uporabo slikovne spektroskopije lahko opazovalci zabeležijo ne le vidno svetlobo, ki jo vidi človeško oko, temveč tudi ultravijolično in infrardečo svetlobo, ki je ljudje ne morejo videti. Dva predmeta, ki sta na površini videti podobno barvo, sta lahko videti zelo različna, če opazujemo ultravijolično in infrardečo svetlobo, ki ju oddajata. Kemikalije in materiali, ki sestavljajo predmet, imajo edinstven videz, ko jih gledamo s slikovno spektroskopijo, preučevanje različnih predmetov pa pomaga znanstvenikom ugotoviti, katere materiale najdemo v novih predmetih, ki jih opazijo.
Slika, ustvarjena s spektroskopom, zagotavlja veliko več podrobnosti, kot bi jih človek lahko videl ob preprostem pogledu na predmet. Lahko razkrije materiale, kot je kri na stari tkanini, ki so bili tako majhni ali zbledeli, da jih oko ni moglo videti. Pomaga tudi pri raziskovanju planetov in našega lastnega planeta s preučevanjem atmosfere in kopenskih mas, da vidimo, iz česa so sestavljeni. Znanstvenik bi lahko pogledal sliko olja, na primer, posneto s spektroskopom, in lahko nato posname slike drugih območij, da vidi, ali se na teh slikah pojavlja olje. To daje znanstveniku vedeti, da je nafta na območju, ne da bi bilo treba uporabiti kakršne koli uničujoče postopke, da bi jo našli.