隨著技術的發展與應用需求的不斷提高，人們希望在獲得光譜信息的同時，能夠獲得目標物的圖像信息。在19世紀，天文領域提出“成像光譜儀”的概念。與上一代光譜儀相比，主要的改變有兩點：，新一代光譜儀將圖像信息和光譜信息的成像能力同時集中在一臺設備上。第二，新光譜儀可以同時獲得目標物上一條窄帶（線）的光譜信息。這樣一來，一臺設備既能生成視覺圖像，也能生成光譜信息，所以這種設備在商業領域也叫做“高光譜相機”。這種光譜儀的優勢在于，通過將視覺圖像與光譜信息的疊加來準確定位被測目標物的局部光譜信息，進而分析出目標物的局部化學信息、物理信息、或者生物信息。
這類光譜儀也有著非常廣泛的應用，主要有：
●衛星載荷系統：氣象監測、地物分析、環境監測
●食品安全： 食品生產過程檢測
●工業監測：在線檢測
●考古：年代鑒別、真偽鑒別
●生物醫學：病變分析等
目前，當人們說成像光譜儀或者超光譜相機的時候，一般指的則是這一類型的成像光譜儀。
?優點：同時獲得目標物的圖像信息與光譜信息；與上一代光譜儀相比，探測范圍從目標物上的一個點擴展到一條窄帶；
?缺點：掃描成像光譜儀僅能對一個狹縫內的視場進行成像（包括光譜信息和視覺圖像），如果希望對一個完整的二維目標進行高光譜分析，那么光譜儀需要對目標物體逐行掃描數次（掃描次數=整個視場角/每個狹縫的縫視場角）。
