Korištenje daljinskog istraživanja i obrade slike način je dobivanja informacija s udaljenosti o objektu i izrade slike o njemu. Zračni senzori i kamere na zrakoplovima, satelitima i svemirskim letjelicama prikupljaju podatke mjerenjem načina na koji signali svjetlosnog zračenja – koji se nazivaju elektromagnetsko zračenje – stupaju u interakciju sa Zemljinom površinom. Te podatke procesor slika koristi za izradu znanstvenih grafikona, geografskih karata i fotografija iz zraka.
Kada elektromagnetsko zračenje ili svjetlosno zračenje udari u površinu predmeta, može se reflektirati ili apsorbirati. Elektromagnetsko zračenje može se reflektirati pod kutom u zrcalnoj refleksiji ili se raspršiti na mnogo zraka u difuznoj refleksiji. Apsorbirano elektromagnetsko zračenje pretvara se u toplinsku energiju koja podiže temperaturu površine objekta. Oprema za daljinsko ispitivanje detektira kako se elektromagnetsko zračenje reflektira ili apsorbira i prevodi ga u podatke koje procesor slike pretvara u digitalnu sliku.
Elektromagnetsko zračenje može se detektirati filmom osjetljivim na svjetlost u kameri ili elektroničkim senzorima. Film osjetljiv na svjetlost tretira se fotoreaktivnom otopinom koja kemijski reagira kada svjetlost udari u njega i stvori sliku. Elektronički senzori bilježe razine elektromagnetskog zračenja i prenose ih kao podatke. Podaci se postavljaju u dvodimenzionalnu mrežu brojeva u obliku pravokutnika zvanu raster koji se sastoji od kvadratnih jedinica koje se nazivaju pikseli ili ćelije. Svaki broj u pikselu predstavlja različitu razinu svjetline svjetlosti.
Procesori slike koriste ove podatke, zvane neobrađeni podaci, za ispravljanje bilo kakvog izobličenja koje bi moglo biti prisutno na slici. Distorzija može biti od opreme za obradu slike ili pojave u okruženju. Radiometrijska korekcija popravlja neujednačen odgovor senzora na slici. Geometrijska korekcija koristi informacije za ispravljanje izobličenja na slici uzrokovanog rotacijom Zemlje.
Nakon što procesor za obradu slike ispravi sve prisutne distorzije, on određuje spektralni karakter signala. Njegov spektralni karakter uključuje vidljivo svjetlo, infracrveno svjetlo, toplinsko infracrveno svjetlo i radar. Multispektralna daljinska detekcija je proces detekcije signala zračenja, određivanja spektralnog karaktera signala, filtriranja u različite valne duljine svjetlosti i stvaranja slike koja predstavlja valne duljine.
Objekti imaju jedinstvene spektralne potpise ili spektralnu refleksiju. Znanstvenici koriste spektralne potpise za otkrivanje suhog tla, vegetacije i vodenih tijela. Slike stvorene daljinskim ispitivanjem i obradom slika koriste se za prognozu vremena i izradu topografskih karata. Područja rudarstva i geologije koriste daljinsko ispitivanje i obradu slika za traženje ruda i nafte.