Η φασματοσκοπία απεικόνισης, επίσης γνωστή ως υπερφασματική απεικόνιση, δημιουργεί μια εικόνα ενός αντικειμένου καταγράφοντας τα κύματα φωτός που εκπέμπει το αντικείμενο. Η διαδικασία είναι παρόμοια με τη λήψη μιας φωτογραφίας, αλλά αντί να καταγράφει μόνο ορισμένα χρώματα, η συσκευή φασματόμετρο απεικόνισης συλλαμβάνει ένα ευρύ φάσμα κυμάτων φωτός, μερικά από τα οποία το ανθρώπινο μάτι δεν μπορεί να δει από μόνο του. Αυτό επιτρέπει στους επιστήμονες να παρατηρούν τα υλικά και τις χημικές ουσίες που αποτελούν ένα αντικείμενο. Η διαδικασία είναι μη καταστροφική, που σημαίνει ότι οι επιστήμονες μπορούν να παρατηρήσουν το αντικείμενο χωρίς να το καταστρέψουν. Ανοίγει τις πόρτες για πιο προηγμένη ιατρική και ιστορική έρευνα, καθώς και τη δυνατότητα μελέτης των χερσαίων μαζών και της ατμόσφαιράς τους.
Όταν ένα άτομο κοιτάζει ένα αντικείμενο, τα μάτια του συλλαμβάνουν ορισμένα κύματα φωτός που βλέπει ως χρώματα. Το μάτι συνδυάζει όλα τα χρώματα που μπορεί να δει μαζί για να σχηματίσει μια εικόνα του αντικειμένου που κοιτάζει. Η φασματοσκοπία απεικόνισης κάνει το αντίθετο. Παίρνει όλα τα κύματα φωτός σε ένα αντικείμενο και τα διασπά σε μεμονωμένα σημεία. Η εξέταση των εικόνων που δημιουργούνται χρησιμοποιώντας αυτήν τη μέθοδο μπορεί να αποκαλύψει ορισμένες ιδιότητες σχετικά με ένα αντικείμενο, όπως τις χημικές ουσίες που περιέχει.
Χρησιμοποιώντας φασματοσκοπία απεικόνισης, οι παρατηρητές μπορούν να καταγράψουν όχι μόνο το ορατό φως που βλέπει το ανθρώπινο μάτι, αλλά και το υπεριώδες και υπέρυθρο φως που οι άνθρωποι δεν μπορούν να δουν. Δύο αντικείμενα που φαίνονται παρόμοια σε χρώμα στην επιφάνεια μπορεί να φαίνονται πολύ διαφορετικά όταν παρατηρούμε το υπεριώδες και το υπέρυθρο φως που εκπέμπουν. Τα χημικά και τα υλικά που συνθέτουν ένα αντικείμενο έχουν το καθένα μια μοναδική εμφάνιση όταν τα δει κανείς χρησιμοποιώντας φασματοσκοπία απεικόνισης και η εξέταση διαφορετικών στοιχείων βοηθά τους επιστήμονες να προσδιορίσουν ποια υλικά βρίσκονται σε νέα αντικείμενα που παρατηρούν.
Η εικόνα που δημιουργείται από ένα φασματοσκόπιο παρέχει πολύ περισσότερες λεπτομέρειες από ό,τι θα μπορούσε ποτέ να δει ένα άτομο κοιτάζοντας απλά το αντικείμενο. Μπορεί να αποκαλύψει υλικά όπως αίμα σε παλιό ύφασμα που ήταν τόσο μικρά ή ξεθωριασμένα που το μάτι δεν μπορούσε να τα δει. Βοηθά επίσης στην εξερεύνηση των πλανητών, καθώς και του δικού μας πλανήτη, εξετάζοντας την ατμόσφαιρα και τις χερσαίες μάζες για να δούμε από τι αποτελούνται. Ένας επιστήμονας θα μπορούσε να κοιτάξει μια εικόνα πετρελαίου, για παράδειγμα, που καταγράφηκε με το φασματοσκόπιο και στη συνέχεια να τραβήξει φωτογραφίες άλλων περιοχών για να δει αν εμφανίζεται λάδι σε αυτές τις εικόνες. Αυτό επιτρέπει στον επιστήμονα να γνωρίζει ότι το πετρέλαιο βρίσκεται στην περιοχή χωρίς να απαιτείται η χρήση καταστροφικών διαδικασιών για την εύρεση του.