L'instrument utilisé pour analyser tous les détails d'un spectre électromagnétique est le spectro-radiomètre. Il permet d'analyser l'ensemble des fréquences du spectre. D'autres appareils se contentent de mesurer l'intensité du rayonnement dans quelques plages de fréquences (fenêtres).
Habituellement, ces appareils fonctionnent au moyen d'un élément sensible (ou détecteur) qui module le passage du courant en fonction de l'énergie électromagnétique reçue. Différents détecteurs sont utilisés pour les différentes longueurs d'ondes. En général, ces appareils sont équipés d'un seul détecteur et effectuent donc leurs mesures pour un seul intervalle de longueur d'onde. Le résultat est un graphique du même type que celui illustré ici.
En juxtaposant plusieurs éléments sensibles, on peut créer une matrice de détecteurs. Chaque détecteur individuel agit toujours comme un spectro-radiomètre, mais si on considère les résultats (numériques) de chaque détecteur comme autant de valeurs numériques associées à un pixel d'image, on aura créé un spectro-radiomètre imageur.
Par exemple, un spectro-radiomètre composé de cellules sensibles au rayonnement infrarouge thermique enregistrera de plus hautes valeurs dans les zones les plus chaudes. Si la convention de codage des pixels est "0 = noir, 255 = blanc", ces zones chaudes correspondront aux parties claires de l'image.