成像光譜儀技術是在普通的顯微技術的基礎上引入目前發展迅速的成像光譜理論而得到的一種新型的光學探測技術。由光源發出的光，經濾光片、反射鏡、顯微物鏡后照射在樣品上。激發的熒光或樣品表面的反射光再次通過顯微物鏡、反射鏡、半透半反鏡進入成像光譜儀，后成像在成像光譜儀的像面CCD上，經計算機讀出數據和光譜、圖像重構程序進行處理，得到所需要的目標圖像和光譜圖。計算機操控樣品臺上下和左右移動，以實現樣品的三維掃描成像。

主要功能模塊及其特點：

（1）光源模塊。光源模塊是用來照明樣品使其產生反射或激發樣品使其產生熒光。照明方式可分為透射式和反射式兩種。根據分析樣品的不同需要選擇不同的光源。在照明樣品探測吸收光譜時，一般選用Hg燈等寬譜段光源。在激發樣品探測熒光光譜時，要根據激發樣品所需的光源波段的不同選擇單色儀或激光器作為激發光源。

（2）顯微模塊。顯微模塊實現對樣品的空間分辨，一般選擇普通顯微光學系統。近年來，為了提高探測熒光圖像的空間分辨率，激光掃描共焦熒光顯系統也得到了極大的應用。

（3）成像光譜模塊。成像光譜模塊主要實現儀器的光譜分光。目前采用的分光方式主要分為色散分光和干涉分光。色散型是一種傳統的分光方式，技術上比較成熟，已經得到了大量的應用。但其能量利用率比較低。干涉型分光方式，尤其是傅里葉變換成像光譜儀，由于它具有高光譜分辨率、高能力利用率、多通道的特點，所以取得了飛速的進展，成為了成像光譜研究領域的新熱點。

（4）掃描(推掃)模塊。成像光譜儀結構是通過計算機操控樣品臺進行移動的。利用樣品臺的平動實現對樣品的推帚成像;利用樣品臺的上下移動，實現對樣品的斷層掃描成像。為了獲得準確的光譜圖像，必須對樣品臺的掃描(推掃)機構的運動速度進行的設計、控制。一般通過計算機控制步進電機來驅動樣品臺的運動。

（5）后續計算機處理模塊。后續處理模塊包括數據采集、數據定標、數據重構三個系統。數據采集系統指的是對CCD探測器數據的讀出、采集、傳輸、控制、存儲和實時顯示等。數據定標指的是通過測定成像光譜儀對一個已知輻射特性目標的響應，得到儀器的儀器函數，從而可根據成像光譜儀所獲取的數據準確得到所觀察目標的超光譜圖像信息。數據重構系統是指對數據進行變換等處理，實現對數據的三維重構，成像光譜儀獲得可視化的樣品內部結構圖像信息和光譜分布信息。