高光谱遥感能在可见光到短波红外范围内连续光谱成像，不仅光谱探测范围超过了肉眼的感知，还能连续记录数百个光谱波段。因此，用肉眼甚至普通的光学遥感不能识别的地面物体，这项技术都能够更好地分辨出其内在的物理、化学特性，甚至是物质的分子和原子结构。

如果说彩色合成遥感图像主要是根据颜色和形态的差异来分辨地面物体，那么高光谱遥感则是根据光谱曲线的形态来识别地面物体。它利用成像光谱仪在连续的几十个甚至几百个光谱通道获取地物辐射信息，在取得地物空间图像同时，每个像元都能够得到一条包含地物诊断性光谱特征的连续光谱曲线。

高光谱遥感的出现，是遥感领域的一场革命，使本来在宽波段遥感中不可探测的物质，在高光谱遥感中能被探测。