高光譜成像技術是近二十年來發展起來的基於非常多窄波段的影像數據技術，其最突出的應用是遙感探測領域，並在越來越多的民用領域有著更大的應用前景。它集中了光學、光電子學、電子學、信息處理、計算機科學等領域的先進技術，是傳統的二維成像技術和光譜技術有機地結合在一起的一門新興技術。
高光譜成像技術的定義是在多光譜成像的基礎上，在從紫外到近紅外（200-2500nm）的光譜範圍內，利用成像光譜儀，在光譜覆蓋範圍內的數十或數百條光譜波段對目標物體連續成像。在獲得物體空間特徵成像的同時，也獲得了被測物體的光譜信息。
高光譜成像儀是一種用來對物體的光譜和空間二維信息進行採集分析的光學儀器，應用於大氣環境監測、溫室氣體分析、空氣能見度測量、化學戰劑檢測、PM2.5分析等領域。單色器是高光譜成像儀的核心器件，用來對物體的光譜信息進行分解，以便獲得需要的信息。
國際遙感界的共識是光譜解析度在λ/10數量級範圍的稱為多光譜(Multispectral)，這樣的遙感器在可見光和近紅外光譜區只有幾個波段；隨著遙感光譜解析度的進一步提高，在達到λ/1000時，遙感即進入超高光譜(ultraspectral)階段。
高光譜和多光譜實質上的差別就是：高光譜（hyspectral）的波段較多，譜帶較窄。（Hyperion有233~309個波段，MODIS有36個波段）。多光譜相對波段較少。（如ETM+，8個波段，分為紅波段，綠波段，藍波段，可見光，熱紅外（2個），近紅外和全色波段）。高光譜遙感就是比多光譜遙感的光譜解析度更高，但光譜解析度高的同時空間解析度會降低。