云顶天宫形象地说，高光谱传感器将信息收集为一组“图像”。每个图像代表电磁波谱的一个窄波长范围，也称为光谱带。这些“图像”组合起来形成一个三维(x，y，λ)高光谱数据立方体进行处理和分析，其中x和y代表场景的两个空间维度，λ代表光谱维度(包括一系列波长)。

从技术上讲，传感器对高光谱立方体进行采样的方式有四种：空间扫描、光谱扫描、快照成像和空间光谱扫描。

高光谱立方体是由机载传感器(例如 NASA机载可见光/红外成像光谱仪(AVIRIS))或卫星(例如 NASA EO-1及其高光谱仪器 Hyperion)生成的。然而，许多开发和验证研究都使用手持式传感器。

云顶天宫这些传感器的精度通常以光谱分辨率来衡量，即捕获的光谱的每个波段的宽度。如果扫描仪检测到大量相当窄的频带，则即使仅以少数像素捕获物体，也可以识别物体。然而，空间分辨率是光谱分辨率之外的一个因素。如果像素太大，则同一像素中会捕获多个物体，从而难以识别。如果像素太小，则每个传感器单元捕获的强度较低，并且降低的信噪比会降低测量特征的可靠性。

高光谱图像的采集和处理也称为成像光谱。