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首台光谱成像仪AIS[4]由美国喷气推进实验室和加州理工学院在20世纪80年代初共同研制，这是历史上第一次使用遥感技术对探测目标的特征吸收探测连续光谱信息。之后进一步发展了机载可见红外成像光谱仪(AVIRIS)[5]，到目前为止仍是全世界最为先进的高光谱成像仪。19130
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成像光谱仪按照光谱分辨率的不同，分为三类：超光谱型（ultra-spectral）、高光谱型（hyper-spectral）和多光谱（muti-spectral）。多光谱型分辨率约为10~20个谱段，适用于地带分类和土地使用评估；高光谱型分辨率约为100~200个谱段，适于农业、森林、流域调查等；超光谱型光谱分辨率极高，光谱范围非常窄、约为1000~10000谱段，适于气体颗粒成分分析。
按照成像方式的不同，光谱成像仪可为推扫型、光机扫描型、凝视型三类。其中推扫型灵敏度较高，大多数航天高光谱成像仪为此类；光机扫描型成像视场大、易于实时定标，适合于中低分辨率超大、机载平台相对速度慢的应用，典型仪器有AVIRIS、OMIS[6,7]等。凝视型的探测灵敏度和光谱分辨率高但单次成像时间长，常用于近场探测如AOTF型高光谱成像仪[8]。
按照工作原理的不同，成像光谱技术目前主要有三种类型，即色散型、计算层析型和干涉型。
1) 色散型
色散型光谱成像仪最为成熟，已应用于工程且已取得了很好的效果。其基本原理为利用分光色散元件将复色光色散，用探测器测量每一谱线的强度。一般使用棱镜分光和光栅分光两种形式。棱镜分光型主要利用棱镜材料中不同波长光波的折射率不同而实现色散效果，主要棱镜分光代表为光楔。典型仪器包括欧空局的APEX机载光谱成像仪[9]和美国海军实验室研制的HYDICE[10]。但是对于有一定视场角、孔径的高光谱成像系统若预使用光楔实现良好的色散，且须满足空间稳定性和像质的要求，必须经过特殊设计才能满足。
光栅是常见的色散元件。由于美国是航天大国，且掌握了凸面闪耀光栅的关键技术，光栅分光型光谱成像仪在航天方面有很多的应用，如美国的机载可见光/红外成像光谱仪AVIRIS，PROBA卫星搭载的紧凑型高分辨率成像光谱仪CHRIS[11]，月球矿物制图仪M3仪器[12]等。
当光照弱但要求探测谱段宽时，早期色散型成像光谱仪由于视场较小、光通量低、可测光谱范围窄等缺点，探测时仍存在困难。因此，近年来世界各国都积极发展新型成像光谱仪。
2) 计算层析型
计算层析型成像光谱技术正式提出于1995年之后[13],其具有空间、光谱双文多通道的优点。由于它必须以像元数十分巨大的探测器和计算速度更快的计算机为支持，目前仍处于初步原理研究和实验阶段,实现工程化目标还存在困难。
3) 干涉型
干涉成像光谱技术是光谱成像技术发展的一个主要分支。其采用光学系统实现对目标辐射（反射）光谱傅立叶变换，从而获取干涉图样，在成像信息提取过程中通过傅立叶逆变换获取和研究光谱信息。这种间接的光谱成像技术，通常称为傅立叶变换高光谱成像技术。
干涉成像光谱技术大致分为三大类：时间调制型（Temporarily modulated）、空间调制型（Spatially modulated）和时空联合调制型，如下pic所示。时间调制型也称动镜型干涉成像光谱仪，依靠动镜在时间文上的移动调制光程差获得干涉图样，再通过计算处理转为目标光谱信息，典型的有美国NASA研制的地球同步成像GIFIS[14]，1994年加拿大的国防研究所发表的红外干涉成像光谱仪等。时间调制型具有如下优点：1）光谱分辨率高，增大动镜移动量以改变最大光程差即可；2）无需自推扫即可获取目标三文信息；3）不含狭缝，光通量高。