Attēlveidošanas spektroskopija, kas pazīstama arī kā hiperspektrālā attēlveidošana, rada objekta attēlu, reģistrējot gaismas viļņus, ko objekts izstaro. Process ir līdzīgs fotogrāfijas uzņemšanai, taču tā vietā, lai ierakstītu tikai noteiktas krāsas, attēlveidošanas spektrometra ierīce uztver plašu gaismas viļņu diapazonu, no kuriem daļu cilvēka acs nespēj saskatīt pati. Tas ļauj zinātniekiem novērot materiālus un ķīmiskās vielas, kas veido objektu. Process ir nesagraujošs, kas nozīmē, ka zinātnieki var novērot objektu, to nesabojājot. Tas paver durvis progresīvākiem medicīnas un vēstures pētījumiem, kā arī iespēju pētīt zemes masas un to atmosfēru.
Kad cilvēks skatās uz objektu, viņa acis uztver noteiktus gaismas viļņus, kurus viņš redz kā krāsas. Acs sajauc visas redzamās krāsas, veidojot priekšstatu par objektu, uz kuru viņš skatās. Attēlveidošanas spektroskopija dara pretējo. Tas ņem visus gaismas viļņus objektā un sadala tos atsevišķos punktos. Pārbaudot attēlus, kas izveidoti, izmantojot šo metodi, var atklāt noteiktas objekta īpašības, piemēram, tajā esošās ķīmiskās vielas.
Izmantojot attēlveidošanas spektroskopiju, novērotāji var reģistrēt ne tikai redzamo gaismu, ko redz cilvēka acs, bet arī ultravioleto un infrasarkano gaismu, ko cilvēki neredz. Vērojot ultravioleto un infrasarkano gaismu, ko tie izstaro, divi objekti, kuru virsmas krāsa ir līdzīga, var izskatīties ļoti atšķirīgi. Ķimikālijām un materiāliem, kas veido objektu, katram ir unikāls izskats, ja tos aplūko, izmantojot attēlveidošanas spektroskopiju, un dažādu priekšmetu pārbaude palīdz zinātniekiem noteikt, kādi materiāli ir atrodami jaunajos objektos, kurus viņi novēro.
Spektroskopā izveidotais attēls sniedz daudz vairāk detaļu, nekā cilvēks jebkad varētu redzēt, vienkārši aplūkojot objektu. Tas var atklāt materiālus, piemēram, asinis uz veca auduma, kas bija tik mazs vai izbalējis, ka acs tos nevarēja redzēt. Tas palīdz arī planētu, kā arī mūsu pašu planētas izpētē, pētot atmosfēru un sauszemes masu, lai redzētu, no kā tās sastāv. Zinātnieks varētu aplūkot, piemēram, eļļas attēlu, kas ierakstīts ar spektroskopu, un pēc tam fotografēt citus apgabalus, lai redzētu, vai šajos attēlos parādās eļļa. Tas ļauj zinātniekam zināt, ka šajā apgabalā atrodas nafta, neprasot tās atrašanai izmantot nekādas destruktīvas procedūras.