Οι υπερφασματικοί αισθητήρες είναι συσκευές που καταγράφουν εικόνες χρησιμοποιώντας ένα ευρύ τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Αυτοί οι αισθητήρες καταγράφουν μια εικόνα σε μια σειρά από φέτες ή φασματικές ζώνες, καθεμία από τις οποίες αντιπροσωπεύει ένα τμήμα του φάσματος. Αυτές οι φασματικές ζώνες στη συνέχεια συνδυάζονται για να σχηματίσουν μια τρισδιάστατη σύνθετη εικόνα. Οι προκύπτουσες εικόνες ή οι υπερφασματικοί κύβοι επιτρέπουν την οριστική, βαθιά ανάλυση στο στρώμα των υλικών ή των ορυκτών που αποτελούν τη σαρωμένη περιοχή. Η υπερφασματική απεικόνιση είναι ένα πολύτιμο διαγνωστικό εργαλείο στους τομείς της φυσικής, της γεωργίας, της επιτήρησης και της ορυκτολογίας.
Οι άνθρωποι μπορούν να διακρίνουν εικόνες μόνο στο τμήμα του ορατού φωτός του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Αρκετά πλάσματα στη φύση, όπως η γαρίδα mantis μπορούν να «βλέπουν» αντικείμενα σε πολύ ευρύτερο φάσμα, συμπεριλαμβανομένου του υπεριώδους και του υπέρυθρου φωτός. Οι υπερφασματικοί αισθητήρες έχουν τα ίδια χαρακτηριστικά ευρείας φασματικής ευαισθησίας και ανιχνεύουν μήκη κύματος ανακλώμενου φωτός αόρατα στο ανθρώπινο μάτι. Ο εξοπλισμός υπερφασματικής απεικόνισης καταγράφει αυτές τις εικόνες σε φέτες ή φασματικές ζώνες καθορισμένου μήκους κύματος. Διαφορετικά υλικά και ορυκτά αντανακλούν ξεχωριστά μήκη κύματος φωτός με μοναδικό τρόπο, επιτρέποντας έτσι στον εξοπλισμό να δημιουργήσει μια ακριβή συνθετική εικόνα διατομής οποιουδήποτε αντικειμένου.
Οι φασματικές «υπογραφές» των περισσότερων υλικών είναι γνωστοί παράγοντες που διευκολύνουν την αναγνώριση των πληροφοριών που συλλαμβάνονται από τον αισθητήρα. Αυτό μπορεί να επιταχύνει σημαντικά τη διαδικασία εξερεύνησης κατά την αναζήτηση μεταλλευμάτων και πετρελαίου. Οι υπερφασματικοί αισθητήρες σε αυτόν τον τύπο εξερεύνησης μεταφέρονται συνήθως σε ελαφρά αεροσκάφη και τα δεδομένα που συλλέγονται αφομοιώνονται κατά την προσγείωση. Γεωγραφική φασματική ανάλυση πραγματοποιείται επίσης από το διάστημα μέσω δορυφορικών αισθητήρων. Σε αυτές τις περιπτώσεις, τα δεδομένα που συλλέγονται αποστέλλονται πίσω στη γη μέσω ραδιοζεύξης.
Οι υπερφασματικοί αισθητήρες χρησιμοποιούνται επίσης συνήθως στη γεωργική βιομηχανία. Εκεί χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία εικόνων που μπορούν να βοηθήσουν στον έγκαιρο εντοπισμό εστιών φυτικών ασθενειών. Χρησιμοποιούνται επίσης για τον καθορισμό επιπέδων θρεπτικών συστατικών σε στάσιμες καλλιέργειες και επίπεδα νερού στο περιβάλλον έδαφος. Μια άλλη σημαντική χρήση της υπερφασματικής απεικόνισης στη γεωργία είναι η ανίχνευση ζωικών πρωτεϊνών στις ζωοτροφές. Αυτές οι πληροφορίες χρησιμοποιούνται στη συνέχεια ως αντίμετρο για την εξάπλωση των παθήσεων των ζώων όπως η ασθένεια των τρελών αγελάδων.
Οι βιομηχανίες ασφάλειας και επιτήρησης είναι επίσης τακτικοί χρήστες υπερφασματικών αισθητήρων. Σε αυτές τις εφαρμογές, οι αισθητήρες χρησιμοποιούνται για τη διαφοροποίηση μεταξύ πραγματικής βλάστησης και χρωμάτων καμουφλάζ και ανίχνευσης περιοχών με έντονη κίνηση. Μπορούν επίσης να εντοπίσουν τις υπόγειες τοποθεσίες και να εντοπίσουν τη θέση των ναρκοπεδίων. Οι ερευνητές μπορούν επίσης να χρησιμοποιήσουν υπερφασματικούς αισθητήρες για να εντοπίσουν πρόσφατα διαταραγμένη γη που μπορεί να υποδεικνύει τη θέση τάφων ή θαμμένων αντικειμένων.