การใช้การรับรู้ระยะไกลและการประมวลผลภาพเป็นวิธีการรับข้อมูลจากระยะไกลเกี่ยวกับวัตถุและสร้างภาพของมัน เซ็นเซอร์ทางอากาศและกล้องบนเครื่องบินดาวเทียมและยานอวกาศรวบรวมข้อมูลโดยการวัดว่าสัญญาณรังสีแสง - เรียกว่ารังสีแม่เหล็กไฟฟ้า - มีปฏิสัมพันธ์กับพื้นผิวโลก ตัวประมวลผลข้อมูลนี้ใช้สำหรับสร้างกราฟทางวิทยาศาสตร์แผนที่ทางภูมิศาสตร์และภาพถ่ายทางอากาศ
เมื่อรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าหรือรังสีแสงกระทบกับพื้นผิวของวัตถุสามารถสะท้อนหรือดูดซับได้ การแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถสะท้อนมุมหนึ่งในการสะท้อนแบบ specular หรือกระจายอยู่ในรังสีหลายชนิดในการสะท้อนแบบกระจาย การแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ดูดซับแล้วจะเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อนที่ทำให้อุณหภูมิพื้นผิววัตถุสูงขึ้น อุปกรณ์ตรวจจับระยะไกลจะตรวจจับว่ามีการสะท้อนหรือดูดกลืนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างไรและแปลงเป็นข้อมูลที่หน่วยประมวลผลภาพเปลี่ยนเป็นภาพดิจิทัล
รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถตรวจจับได้โดยฟิล์มที่ไวต่อแสงในกล้องหรือเซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์ ฟิล์มที่ไวต่อแสงนั้นได้รับการบำบัดด้วยสารละลายที่ทำปฏิกิริยากับแสงซึ่งทำปฏิกิริยาทางเคมีเมื่อแสงกระทบเพื่อสร้างภาพ เซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์บันทึกระดับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าและส่งเป็นข้อมูล ข้อมูลจะถูกวางลงในตารางรูปสี่เหลี่ยมสองมิติของตัวเลขที่เรียกว่าแรสเตอร์ที่ประกอบด้วยหน่วยสี่เหลี่ยมที่เรียกว่าพิกเซลหรือเซลล์ แต่ละหมายเลขในพิกเซลแสดงถึงระดับความสว่างของแสงที่แตกต่างกัน
ตัวประมวลผลรูปภาพใช้ข้อมูลนี้เรียกว่าข้อมูลดิบเพื่อแก้ไขความผิดเพี้ยนที่อาจมีอยู่ในภาพ ความผิดเพี้ยนอาจมาจากอุปกรณ์ประมวลผลภาพหรือปรากฏการณ์ในสภาพแวดล้อม การแก้ไขด้วยคลื่นวิทยุแก้ไขการตอบสนองของเซ็นเซอร์ที่ไม่สม่ำเสมอในรูปภาพ การแก้ไขเชิงเรขาคณิตใช้ข้อมูลเพื่อแก้ไขความผิดเพี้ยนของภาพที่เกิดจากการหมุนของโลก
หลังจากตัวประมวลผลภาพแก้ไขความผิดเพี้ยนใด ๆ ที่มีอยู่มันจะกำหนดลักษณะสเปกตรัมของสัญญาณ ลักษณะสเปกตรัมของมันรวมถึงแสงที่มองเห็นแสงอินฟราเรดอินฟราเรดความร้อนและเรดาร์ การตรวจจับระยะไกลแบบหลายสเปกตรัมเป็นกระบวนการตรวจจับสัญญาณรังสีกำหนดลักษณะสเปกตรัมของสัญญาณกรองเข้าไปในความยาวคลื่นแสงที่แตกต่างกันและสร้างภาพเพื่อเป็นตัวแทนของความยาวคลื่น
วัตถุนั้นมีลายเซ็นของสเปกตรัมที่ไม่ซ้ำกันหรือการสะท้อนแสงของสเปกตรัม นักวิทยาศาสตร์ใช้ลายเซ็นของสเปกตรัมในการตรวจสอบดินแห้งพืชและแหล่งน้ำ ภาพที่สร้างขึ้นจากการรับรู้จากระยะไกลและการประมวลผลภาพใช้ในการพยากรณ์สภาพอากาศและจัดทำแผนที่ภูมิประเทศ สาขาการขุดและธรณีวิทยาใช้การสำรวจระยะไกลและการประมวลผลภาพเพื่อค้นหาแร่และน้ำมัน
