Kompresja obrazu ma na celu zmniejszenie rozmiarów plików obrazów cyfrowych przy zachowaniu jakości obrazu. Osiąga się to poprzez zastosowanie do plików metod kompresji danych. Rozmiar pliku obrazu można zmniejszyć z lub bez utraty jakości obrazu; nazywa się to odpowiednio kompresją stratną i kompresją bezstratną. Kompresja obrazu jest przydatna, gdy użytkownik komputera chce zminimalizować wymaganą przestrzeń dyskową lub zmaksymalizować szybkość przesyłania danych obrazu.
Pierwszym rodzajem kompresji obrazu jest kompresja stratna. Użytkownik, który chce radykalnie zmniejszyć rozmiar pliku obrazu, może wybrać metodę kompresji stratnej, jeśli pewna redukcja jakości obrazu jest warta znacznego zmniejszenia rozmiaru pliku. Zdjęcia i filmy z aparatów cyfrowych to przykłady plików cyfrowych, które są powszechnie kompresowane przy użyciu metod stratnych. Użytkownik nie będzie mógł przywrócić oryginalnego obrazu, ponieważ w obrazie pojawią się artefakty kompresji lub nieodwracalne zmiany.
Prostą metodą stratnej kompresji obrazu jest zredukowanie przestrzeni kolorów do mniejszego zestawu kolorów. Przestrzenie kolorów mogą mieć zakres od zaledwie ośmiu różnych kolorów do milionów kolorów. Im większa przestrzeń kolorów, tym więcej danych jest wymaganych do określenia konkretnego koloru. Konwersja obrazu do skali szarości lub odcieni szarości jest podobną stratną techniką kompresji obrazu.
Bezstratna kompresja obrazu to dowolna metoda zmniejszania rozmiaru pliku obrazu bez poświęcania informacji o obrazie — zawsze można pobrać obraz identyczny z oryginałem. Bezstratne formy kompresji danych są konieczne, gdy obniżenie jakości zostanie uznane za niedopuszczalne. Obrazowanie medyczne, rysunki techniczne i obserwacje astronomiczne zazwyczaj wykorzystują bezstratne techniki kompresji.
Jedną z metod bezstratnej kompresji obrazu jest kodowanie run-length. Często proste obrazy mają wiele powtarzających się pikseli lub małych punktów koloru. Na przykład na obrazie z czarnym tłem cały górny rząd pikseli może być czarny. Metoda kodowania run-length przechowuje ten ciąg czarnych pikseli w dwóch wartościach: jedna dla koloru, a druga dla liczby pikseli w ciągu. Ta metoda może przechowywać taką samą ilość informacji przy znacznie mniejszej ilości danych.
Joint Photographic Experts Group (JPEG) to przykład metody kompresji obrazu o zmiennym poziomie kompresji. Kompresja JPEG zazwyczaj pozostawia pewną ilość artefaktów kompresji, ale może zmniejszyć rozmiary plików ponad 10-krotnie, przy niewielkich stratach jakości. Niektóre pliki JPEG ładują obraz z coraz większą szczegółowością, umożliwiając użytkownikowi zobaczenie podglądu obrazu podczas ładowania. Te aspekty formatu obrazu JPEG sprawiły, że stał się bardzo popularny w sieci WWW.