光学系统用于收集地面目标的能量信息和空间信息，其性能的好坏直接影响着目标图像质量和系统的光谱分辨率。为了使微纳卫星获得高分辨率光谱图像，该成像光谱仪要求光学系统具有轻量化和强集光能力等特点。
高光谱成像光谱仪的光学系统的主要性能指标包括：工作波段、焦距、相对孔径、视场角、像元尺寸和调制传递函数等。其中，工作波段是指系统所能响应的波长范围，它决定了光学系统材料及膜系的选择；焦距是指光学系统聚集光线的能力，它影响着系统的地面分辨率；F数是相对孔径的倒数，用于评价系统的实际通光能力，F数越小，通光能力越强；视场角决定了光学系统能够观测到的视野范围，滤光片型成像光谱仪对视场的要求与面阵相机相似；像元尺寸是指探测器感光芯片上单个像元的大小，像元越小，同等地面分辨率下系统的焦距越小；MTF是评价光学系统像质的重要指标，MTF值越大，系统像质越好；畸变反映了系统成像的形变，会影响不同通道的光谱匹配，畸变越小，匹配越精准。
高光谱遥感技术是在成像光谱学基础上发展而来的一种光学遥感技术，能实现空间信息、光谱信息和辐射信息的综合观测。目前，该技术已经在大气探测、地球资源普查、军事侦察、环境监测、农业和海洋遥感等领域有着广泛的应用。
