Η επεξεργασία εικόνας Fourier τυπικά αναλύει μια εικόνα αναπαριστώντας κάθε στοιχείο σαν να ήταν μέρος μιας συχνότητας. Τα σημεία στην εικόνα προσδιορίζονται γενικά από την τοποθέτηση στηλών και σειρών τους, ενώ η μαθηματική επεξεργασία συνήθως εκτελείται με βάση ένα γραφικό κύμα συχνότητας. Οι φυσικές θέσεις των τμημάτων της εικόνας είναι συνήθως η είσοδος. Για την έξοδο, οι αλγόριθμοι επεξεργασίας εικόνας που ονομάζονται μετασχηματισμοί Fourier χρησιμοποιούνται συχνά από υπολογιστές για ανάλυση εικόνας, φιλτράρισμα, συμπίεση και ανακατασκευή. Αυτές οι λειτουργίες στην επεξεργασία εικόνας Fourier εκτελούνται συνήθως με τη χρήση μιας σειράς μαθηματικών τύπων.
Οι κατακόρυφες, ή πάνω και κάτω, και οι οριζόντιες θέσεις που διασχίζουν, υπολογίζονται γενικά αριθμητικά. Οι αλγόριθμοι επεξεργασίας εικόνας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να μετατρέψουν τις κάθετες στήλες και τις οριζόντιες σειρές σε ισοδύναμες αναπαραστάσεις κάθε τμήματος της εικόνας. Ορισμένα μέρη μιας εικόνας αναπαρίστανται σε χαμηλές συχνότητες, ενώ άλλα αντιστοιχούν σε μοτίβα υψηλής συχνότητας. Μια διαφορετική εικόνα ενός μικροσκοπικού κυκλώματος, για παράδειγμα, μπορεί να διαμορφωθεί για να δείξει το μέγεθος, τη φάση ή άλλη πτυχή των συχνοτήτων. Το μέγεθος στην επεξεργασία εικόνας Fourier καθορίζει γενικά πόση συχνότητα υπάρχει, ενώ η θέση του καθενός από τον τύπο μπορεί να φανεί από τη φάση.
Το αν μια εικόνα είναι καθαρή ή θολή μπορεί να επηρεάσει την αναπαράσταση που προκύπτει μετά την επεξεργασία της εικόνας Fourier. Οι άκρες σε μια εικόνα επηρεάζουν συχνά και τα μοτίβα, ενώ σχήματα όπως τα γράμματα εμφανίζουν μερικές φορές χαρακτηριστικά μοτίβα με φιλτράρισμα εικόνας. Μια εικόνα με πολλά αντικείμενα ίδιου σχήματος και μεγέθους μπορεί να σχηματίσει ένα συμμετρικό μοτίβο, ενώ τα λιγότερο συμμετρικά αντικείμενα τείνουν να δημιουργούν μια λιγότερο καθορισμένη δομή στην επεξεργασία εικόνας Fourier.
Οι τεχνικές που σχετίζονται με αυτό το είδος τεχνολογίας επεξεργασίας εικόνας περιλαμβάνουν την οπτική περίθλαση. Είναι μια κοινή τεχνική επεξεργασίας εικόνας Fourier, και είναι συχνά η αρχή της ανάλυσης και της επεξεργασίας εικόνων. Η οπτική περίθλαση έχει χρησιμοποιηθεί μερικές φορές για την ανάλυση δομικών πληροφοριών σε βιολογικά δείγματα, για παράδειγμα. Η διαδικασία συνήθως περιλαμβάνει τη χρήση ενός λέιζερ και ενός οργάνου που ονομάζεται οπτικό περιθλασίμετρο σε ένα επιστημονικό εργαστήριο. Οι σχετικές εφαρμογές επεξεργασίας εικόνας μπορούν να περιλαμβάνουν οπτική επιθεώρηση φωτογραφιών από μικροσκόπια, ανάλυση κρυστάλλων και τρισδιάστατη ανακατασκευή.
Το οπτικό φιλτράρισμα είναι μια άλλη μορφή επεξεργασίας εικόνας Fourier, που συνήθως εκτελείται σε εικόνες με στοιχεία που μπορούν να διαιρεθούν με ευθείες γραμμές για την παραγωγή πανομοιότυπων στοιχείων. Οι διαταραχές, που ονομάζονται θόρυβος, μπορούν να αφαιρεθούν από τις εικόνες για να γίνουν πιο καθαρές οι εικόνες στο μικροσκόπιο. Η επεξεργασία εικόνας Fourier εφαρμόζεται επίσης συχνά σε κινούμενες εικόνες, με ταχύτητα έως και 30 καρέ ανά δευτερόλεπτο. ο χρόνος που απαιτείται για την ολοκλήρωση αυτής της επεξεργασίας εξαρτάται συνήθως από την ταχύτητα του υπολογιστή.