光學(xué)系統(tǒng)是指由透鏡、反射鏡、棱鏡和光闌等多種光學(xué)元件按定次序組合成的系統(tǒng)。通常用來成像或做光學(xué)信息處理。曲率中心在同直線上的兩個(gè)或兩個(gè)以上折射（或反射）球面組成的光學(xué)系統(tǒng)稱為共軸球面系統(tǒng)，曲率中心所在的那條直線稱為光軸。其中參數(shù)包括焦距、視場角、相對孔徑等。
 

　　多光譜相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)可以在各個(gè)譜段內(nèi)范圍內(nèi)成像，可以很好的的控制雜散光，是多光譜相機(jī)重要的部分，對工作譜段范圍和分辨能力起了決定性的作用，還可以設(shè)定工作焦距、視場角大小等。
 

　　多光譜相機(jī)的反射光學(xué)系統(tǒng)

　　如果光學(xué)系統(tǒng)中的光學(xué)鏡片為反射鏡，則此系統(tǒng)稱之為反射系統(tǒng)，反射式光學(xué)系統(tǒng)大的優(yōu)勢就在于其光譜范圍很大，對各個(gè)譜段都適用，并且不需要矯正二光譜，但是因選用的是非球面鏡片，會使系統(tǒng)的加工和裝配變得十分困難，增加制作工藝難度。
 

　　光譜相機(jī)的分光系統(tǒng)

　　對于多光譜相機(jī)來說除了光學(xué)系統(tǒng)以外，分光系統(tǒng)也十分重要，因?yàn)槎喙庾V相機(jī)需要對各個(gè)譜段進(jìn)行成像分析，終將這些圖像數(shù)據(jù)結(jié)合在起，這就要求能將光線進(jìn)行分光的器件，無論采用哪種分光模式都必須滿足配準(zhǔn)的需求。

　　早出現(xiàn)的分光方式是利用棱鏡或者是光柵分光，相對來說技術(shù)比較成熟，應(yīng)用也比較廣泛，隨著發(fā)展也有了邁克爾遜雙光束干涉分光、offner凸光柵光譜成像系統(tǒng)等。