多光譜相機的分光技術會直接影響這整個光譜成像儀的性能，因爲多光譜成像技術是對各個譜段進行成像分析，終將這些圖像數據結合在一起，這就要求能將光線進行分光的器件，無論採用哪種分光模式都必須滿足配準的需求。
棱鏡分光和光柵分光，早出現的是棱鏡分光和光柵分光，其入射狹縫位於準直系統的前焦面上，入射光經準直系統準直後，經棱鏡由成像系統將狹縫按波長成像在焦平面探測器上。相對來說技術比較成熟，應用也比較廣泛。
濾光片分光，這是一種色散原件，它利用聲光衍射原理，由聲光介質，換能器陣列和聲終端三部分組成，透過聲光相互作用，改變射頻信號頻率，來實現衍射光波長範圍的光譜掃描。
乾澀分光，由於色散型光譜成像儀的光譜分辨率與入射狹縫的寬度成反比，因此要獲取更高的光譜分辨率，就需要不斷減少狹縫的寬度，導致探測靈敏度降低。隨着光譜成像儀的技術指標越來越高，所能滿足的需求也越來越多。其主要分光技術是邁克爾遜干涉法、三角共路乾澀法、雙折射干涉法。
光譜相機的原理是：
利用特殊的相機、光源和濾鏡，拍攝多個波長的光形成多個圖像，有的光譜肉眼可見，有的不可見。獲得的多張圖像被用於各種文物的物質和表面分析，從而確定可讀性、真實性、年代、材料特性以及分佈。
光譜相機的應用領域也十分廣泛，涵蓋文檔分析、色彩表面繪畫分析、織物分析、材料鑑定、警方、法醫和犯罪現場調查等等。
