多光譜照相機可分為三類:第一是多鏡頭型多光譜照相機。它具有4-9個鏡頭,每個鏡頭各有一個濾光片,分別讓一種較窄光譜的光通過,多個鏡頭同時拍攝同一景物,用一張膠片同時記錄幾個不同光譜帶的圖像信息;第二是多相機型多光譜照相機。它是由幾台照相機組合在一起,各台照相機分別帶有不同的濾光片,分別接收景物的不同光譜帶上的信息,同時拍攝同一景物,各獲得一套特定光譜帶的膠片;第三是光束分離型多光譜照相機。它採用一個鏡頭拍攝景物,用多個三稜鏡分光器將來自景物的光線分離為若干波段的光束,用多套膠片分別將各波段的光信息記錄下來。這三種多光譜照相機中,光束分離型照相機的優點是結構簡單,圖像重疊精度高,但成像質量差;多鏡頭和多相機型照相機也難準確地對準同一地方,重疊精度差,成像質量也差,同時,重疊的處理時間也較長。
法籍科學工程人員 Pascal Cotte 使用世上第一部多光譜相機,獲得羅浮宮罕見地允許他拍攝《蒙娜麗莎》。他運用紫外線及紅外線拍攝取得的高畫質影像,證明《蒙娜麗莎》早年是畫在白楊木畫板上,且經過畫作分層範圍及前置作業(石膏底)顯示這幅畫並未被切割過。