Una imatge multiespectral és allò que captura dades d'imatges dins de rangs de longitud d'ona específics a través de l'espectre electromagnètic. Les longituds d'ona poden estar separades per filtres o mitjançant l'ús d'instruments sensibles a longituds d'ona particulars, inclosa la llum de freqüències més enllà del rang de llum visible, p.e. infraroig i ultraviolat. L'obtenció d'imatges espectrals pot permetre l'extracció d'informació addicional que l'ull humà no captura amb els seus receptors vermell, verd i blau.
Va ser desenvolupat originalment per a imatges obtingudes de l'espai,[1] així com en l'aplicació de l'anàlisi de documents i la pintura, amb les primeres missions dels satèl·lits *Landsat entorn dels 70, sent els primers a explotar de manera madura la captura de la imatge de diverses bandes.[2]
La imatge multispectral mesura la llum en un petit nombre (normalment de 3 a 15) bandes espectrals. L'obtenció d'imatges hiperespectrals és un cas especial d'imatges espectrals on sovint hi ha centenars de bandes espectrals contigües.[3]
La tecnologia que estudia i tracta la captura multiespectral és abordada per la branca de coneixement de la teledetecció, associada a l'estudi de la superfície terrestre.