Spektroskopija slike, također poznata kao hiperspektralna slika, stvara sliku objekta bilježeći svjetlosne valove koje objekt odašilje. Proces je sličan snimanju fotografije, ali umjesto snimanja samo određenih boja, uređaj za slikovni spektrometar hvata širok raspon svjetlosnih valova, od kojih neke ljudsko oko ne može vidjeti samo. To omogućuje znanstvenicima da promatraju materijale i kemikalije koje čine objekt. Proces je nedestruktivan, što znači da znanstvenici mogu promatrati objekt bez oštećenja. Otvara vrata za naprednija medicinska i povijesna istraživanja, kao i mogućnost proučavanja kopnenih masa i njihove atmosfere.
Kada osoba gleda u predmet, njegove oči pohvataju određene svjetlosne valove koje vidi kao boje. Oko spaja sve boje koje može vidjeti kako bi stvorilo sliku predmeta koji gleda. Spektroskopija slike čini suprotno. Uzima sve svjetlosne valove u objektu i razbija ih na pojedinačne točke. Ispitivanje slika stvorenih ovom metodom može otkriti određene kvalitete predmeta, kao što su kemikalije koje sadrži.
Koristeći slikovnu spektroskopiju, promatrači mogu zabilježiti ne samo vidljivu svjetlost koju vidi ljudsko oko, već i ultraljubičasto i infracrveno svjetlo koje ljudi ne mogu vidjeti. Dva predmeta koji izgledaju slične boje na površini mogu izgledati vrlo različito kada se promatra ultraljubičasto i infracrveno svjetlo koje emitiraju. Kemikalije i materijali koji čine predmet imaju jedinstven izgled kada se promatraju pomoću slikovne spektroskopije, a ispitivanje različitih predmeta pomaže znanstvenicima da odrede koji se materijali nalaze u novim predmetima koje promatraju.
Slika stvorena spektroskopom pruža mnogo više detalja nego što bi osoba ikada mogla vidjeti samo gledajući objekt. Može otkriti materijale poput krvi na staroj tkanini koji su bili tako mali ili izblijedjeli da ih oko nije moglo vidjeti. Također pomaže u istraživanju planeta kao i našeg vlastitog planeta ispitivanjem atmosfere i kopnenih masa kako bismo vidjeli od čega su napravljeni. Znanstvenik bi mogao pogledati sliku ulja, na primjer, snimljenu spektroskopom, a zatim može slikati druga područja kako bi vidio pojavljuje li se ulje na tim slikama. To daje znanstveniku do znanja da je nafta u tom području bez potrebe za korištenjem bilo kakvih destruktivnih postupaka da bi je pronašli.