多光譜、高光譜甚至是超光譜首先是應用於衛星的遙感，遙感技術已經成為人類獲得地球以及其他星球信息重要的手段之一。利用遙感成像系統得到的地球資源信息已成為人類開發、合理的利用、管理和監測地球資源及環境不可缺少的基本手段，在農業、地質、森林、水利、土壤、海洋、環境、大氣研究等領域發揮了巨大的作用。
多光譜遙感不僅可以根據影像的形態和結構的差異判別地物，還可以根據光譜特性的差異判別地物，擴大了遙感的信息量。
隨著無人機的推廣，航空攝影用的多光譜攝影也隨之出現，與陸地衛星所用的多光譜掃描一樣，也能得到不同譜段的遙感資料，分譜段的圖像或數據可以通過攝影彩色合成或計算機圖像處理，獲得比常規方法更為豐富的圖像，也為地物影像計算機識別與分類提供了可能。
從應用上看，多光譜和高光譜技術都可以應用在農業上的病蟲害、土壤肥力、作物長勢等等的監測，同時也應用於一些水域汙染的監測，需求可謂日益旺盛。
光譜分辨力的區別：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，這樣的遙感器在可見光和近紅外光譜區只有幾個波段；而光譜解析度在λ/100的遙感信息稱之為高光譜。多光譜和高光譜實質上的差別就是：高光譜的波段較多，可達上百個，且譜帶較窄。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）。總結，高光譜成像就是比多光譜成像的光譜解析度更高，但光譜解析度高的同時空間解析度會降低。