I modsætning til traditionel farvefotografering, som kun registrerer lys i tre farvebånd (rød, grøn og blå), opdeler spektralfotografering lyset i hundredvis af spektralbånd og indsamler detaljerede oplysninger ud over, hvad der er synligt for øjet.
To piller kan se identiske ud, men deres kemiske sammensætning kan være forskellig.
Et æble kan se fint ud på overfladen, men have et skjult blåt mærke.
En vanddråbe kan måske ikke ses på et normalt billede, men ved at bruge spektral billeddannelse kan man registrere bølgelængder i hele det elektromagnetiske spektrum og indsamle detaljerede oplysninger om det undersøgte materiale.
Avancerede algoritmer behandler disse data og analyserer spektret for hver pixel for at opdage variationer, som gør det muligt at identificere specifikke materialer eller funktioner, som f.eks. subtile forskelle i den kemiske sammensætning, materialeegenskaber og biologiske egenskaber ved de inspicerede genstande.