所謂高光譜成像系統就是在光譜維度上進行了細致的分割，不僅僅是傳統所謂的黑、白或者R、G、B的區別，而是在光譜維度上也有N個通道，例如:我們可以把400nm-1000nm分為300個通道。因此，通過高光譜設備獲取到的是一個數據立方，不僅有圖像的信息，并且在光譜維度上進行展開，結果不僅可以獲得圖像上每個點的光譜數據，還可以獲得任一個譜段的影像信息。
 

　　目前高光譜成像系統發展迅速，常見的包括光柵分光、聲光可調諧濾波分光、棱鏡分光、芯片鍍膜等。
 

　　光柵分光原理
 

　　在經典物理學中，光波穿過狹縫、小孔或者圓盤之類的障礙物時，不同波長的光會發生不同程度的彎散傳播，再通過光柵進行衍射分光，形成一條條譜帶。
 

　　也就是說:空間中的一維信息通過鏡頭和狹縫后，不同波長的光按照不同程度的彎散傳播，這一維圖像上的每個點，再通過光柵進行衍射分光，形成一個譜帶，照射到探測器上，探測器上的每個像素位置和強度表征光譜和強度。
 

　　一個點對應一個譜段，一條線就對應一個譜面，因此探測器每次成像是空間一條線上的光譜信息，為了獲得空間二維圖像再通過機械推掃，完成整個平面的圖像和光譜數據采集。
 

　　棱鏡分光
 

　　入射光通過棱鏡后被分成不同的方向，然后照射到不同方向的探測器上進行成像。棱鏡分光后，在棱鏡的出射面鍍了不同波段的濾光膜，使得不同方向的探測器可以采集到不同光譜信息，實現同時采集空間及光譜信息。
 

　　芯片鍍膜
 

　　近年來，IMEC(歐洲微電子研究中心)采用高靈敏CCD芯片及SCMOS芯片研制了一種新的高光譜成像技術，在探測器的像元上分別鍍不同波段的濾波膜實現高光譜成像，此技術大大降低的高光譜成像的成本。