Μια πολυφασματική εικόνα δημιουργείται με τη μέτρηση της ενέργειας σε διάφορα μήκη κύματος και τη χρήση διαφορετικών χρωμάτων για την αναπαράσταση της ενέργειας που υπάρχει σε κάθε ξεχωριστό μήκος κύματος. Οι διάφορες εικόνες σε κλίμακα του γκρι, γνωστές ως ζώνες, λαμβάνουν διαφορετικό χρώμα και συνδυάζονται για να δημιουργήσουν μια σύνθετη εικόνα. Για παράδειγμα, η ζώνη Α μπορεί να είναι χρωματισμένη με κόκκινο, ενώ η ζώνη Β είναι χρωματισμένη με μπλε και η ζώνη C έχει χρώμα πράσινο. Τοποθετήστε τα μαζί και τα χρωματικά μοτίβα που σχηματίζονται στη σύνθετη εικόνα επιτρέπουν στον θεατή να αναγνωρίσει τα επιφανειακά χαρακτηριστικά του αντικειμένου.
Μια δορυφορική εικόνα με λεπτομέρειες όπως βουνά, κτίρια και νερό σε μεγάλες επιφάνειες γης είναι ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα πολυφασματικής εικόνας και μια από τις πιο κοινές χρήσεις της πολυφασματικής τεχνολογίας. Το δορυφορικό πρόγραμμα Landsat των Ηνωμένων Πολιτειών έχει παράσχει μια τεράστια γκάμα πολυφασματικών εικόνων από την πρώτη του εκτόξευση το 1972. Αυτός ο δορυφόρος μεταδίδει τεράστιες ποσότητες δεδομένων πίσω στη Γη σε συνεχή βάση. Ο Landsat 7, ο νεότερος δορυφόρος Landsat, βρίσκεται σε τροχιά που του επιτρέπει να επαναλαμβάνει μια εικόνα 2 μοιρών της Γης κάθε 16 ημέρες.
Οι πληροφορίες που παρέχονται από τις πολυφασματικές εικόνες Landsat είναι πολύτιμες σε μια σειρά πεδίων, συμπεριλαμβανομένης της υδρολογίας, της περιβαλλοντικής παρακολούθησης και της αξιολόγησης χρήσης γης. Πολλές χώρες βασίζονται σε πληροφορίες από το πρόγραμμα που εδρεύει στις ΗΠΑ και έχουν δημιουργήσει σταθμούς για να λαμβάνουν απευθείας τις πληροφορίες. Οι σταθμοί δίνουν σε αυτές τις χώρες την ευκαιρία να λαμβάνουν τις πληροφορίες σχεδόν αμέσως μόλις συγκεντρωθούν, χωρίς την καθυστέρηση της αναμονής της NASA να επεξεργαστεί και να αναδιανείμει τις εικόνες. Η NASA εγκρίνει τους σταθμούς με τη συμφωνία ότι οι σταθμοί θα παρέχουν τα δεδομένα σε όσους τα χρειάζονται στην περιοχή τους.
Η πολυφασματική απεικόνιση από το διάστημα ξεκίνησε το 1968, όταν η NASA την συμπεριέλαβε στην αποστολή Apollo 9. Δεν άργησε να εκτοξευθούν μη επανδρωμένοι δορυφόροι σχεδιασμένοι ειδικά για πολυφασματική απεικόνιση. Η τεχνολογία δεν έχει σταματήσει να προοδεύει τις δεκαετίες από τότε, και η υπερφασματική απεικόνιση που μπορεί να συλλάβει τις λεγόμενες στενές ζώνες πληροφοριών – σε σύγκριση με τις ευρείες ζώνες πολυφασματικής απεικόνισης – παρέχει τώρα ακόμη πιο λεπτομερή δεδομένα για επιστήμονες και άλλους.
Η υπερφασματική απεικόνιση μπορεί να καταγράψει ένα πλάτος λωρίδας τόσο μικροσκοπικό όσο 11 χιλιόμετρα ή λιγότερο από 7 μίλια. Το πρόβλημα με μια τέτοια απεικόνιση από καιρό ήταν ο ρυθμός της ταχύτητας που απαιτούνταν από τον εξοπλισμό που ταξιδεύει με ταχέως κινούμενα εναέρια και διαστημικά οχήματα. Η ταχύτητα του οχήματος άφησε πολύ λίγο χρόνο για να εστιάσει ο εξοπλισμός και να δημιουργήσει μια τόσο λεπτομερή εικόνα. Η επιστημονική πρόοδος έχει διαγράψει αυτό το εμπόδιο.