Vaizdo spektroskopija, dar vadinama hiperspektriniu vaizdavimu, sukuria objekto vaizdą, registruodama objekto skleidžiamas šviesos bangas. Procesas panašus į fotografavimą, tačiau užuot fiksavęs tik tam tikras spalvas, vaizdo spektrometro prietaisas paima platų šviesos bangų diapazoną, kai kurių žmogaus akis pati nemato. Tai leidžia mokslininkams stebėti medžiagas ir chemines medžiagas, kurios sudaro objektą. Procesas yra neardomas, tai reiškia, kad mokslininkai gali stebėti objektą jo nepažeisdami. Tai atveria duris pažangesniems medicininiams ir istoriniams tyrimams, taip pat galimybei tirti žemės mases ir jų atmosferas.
Kai žmogus žiūri į objektą, jo akys paima tam tikras šviesos bangas, kurias jis mato kaip spalvas. Akis sujungia visas matomas spalvas, kad susidarytų objekto, į kurį žiūri, paveikslas. Vaizdo spektroskopija veikia priešingai. Jis paima visas objekte esančias šviesos bangas ir suskaido jas į atskirus taškus. Nagrinėjant šiuo metodu sukurtus vaizdus galima atskleisti tam tikras objekto savybes, pavyzdžiui, jame esančias chemines medžiagas.
Naudodami vaizdo spektroskopiją, stebėtojai gali įrašyti ne tik žmogaus akies matomą matomą šviesą, bet ir ultravioletinę bei infraraudonąją šviesą, kurios žmonės nemato. Du objektai, kurių paviršius atrodo panašios spalvos, gali atrodyti labai skirtingai stebint jų skleidžiamą ultravioletinę ir infraraudonąją šviesą. Cheminės medžiagos ir medžiagos, sudarančios objektą, turi unikalią išvaizdą, kai žiūrima naudojant vaizdo spektroskopiją, o skirtingų elementų tyrimas padeda mokslininkams nustatyti, kokios medžiagos randamos naujuose jų stebimuose daiktuose.
Spektroskopu sukurtame vaizde pateikiama daug daugiau detalių, nei žmogus galėtų pamatyti tiesiog žiūrėdamas į objektą. Ant seno audinio gali būti matomos tokios mažos medžiagos, kaip kraujas, kurios buvo tokios mažos arba išblukusios, kad akys jų nematė. Jis taip pat padeda tyrinėti planetas ir mūsų pačių planetą, nes ištyrinėja atmosferą ir sausumos mases, kad pamatytų, iš ko jos sudarytos. Pavyzdžiui, mokslininkas gali pažvelgti į naftos atvaizdą, užfiksuotą spektroskopu, ir tada nufotografuoti kitas sritis, kad pamatytų, ar tuose vaizduose yra naftos. Tai leidžia mokslininkui žinoti, kad toje vietovėje yra naftos, nereikalaujant jokių destruktyvių procedūrų jai surasti.