人們能看到的光波稱為可見光，所以光學遙感是壹種應用廣泛的遙感方法，它工作在波長為0.4 ~ 0.7微米的可見光光譜範圍內。它能真實地再現人們用眼睛所能看到的景物，其優點是直觀、清晰、易於解讀。常見的可見光遙感器是照相機。目前，衛星上的相機在160公裏的太空中拍照，其地面分辨率達到0.3米，也就是說可以分辨出地面行走的人。但其缺點是可見光遙感只能在白天工作，受雲、雨、霧等氣象條件影響較大。
工作在波長0.7 ~ 1000微米的紅外波段，就是紅外遙感。它根據物體表面溫度高於-273℃時紅外輻射的物理特性，測量紅外輻射的強度、波段和溫度，從而識別偽裝，進行夜間觀察。紅外遙感常用於尋找地下熱源、發現森林火災和監測農作物病蟲害。紅外遙感雖然可以在夜間工作，但無法穿透厚厚的雲層。常用的紅外遙感器是光學機械掃描儀。
可見光遙感與紅外遙感技術相結合，就是多光譜遙感。它根據不同物體對不同波長的光具有不同反射能力的原理，利用多臺相機或多通道傳感器對目標進行拍攝或掃描，從而同時獲得目標在不同光譜波段的圖像，然後選取多張照片進行合成，得到壹張假彩色照片。假彩色照片是指與實物顏色不同的照片。比如地裏的小麥本來是綠色的，但為了讓人看得更清楚，在假彩色照片中故意把它變成紅色。人們可以通過觀看假的彩色照片來了解地面的景色。壹般的多光譜遙感器包括多光譜相機和多光譜掃描儀。
微波遙感可以感知比紅外輻射波長更長的微波輻射，其工作波長在1 ~ 1000mm的電磁波範圍內。它具有突破雲霧、夜間工作的能力，是壹種全天候的遙感手段。微波遙感器有兩種:主動式和被動式。主動的有合成孔徑雷達、雷達高度計、微波風散射計，主動向地面發射微波，捕捉目標的回收，獲得目標圖像或參數；無源性包括微波輻射計，直接感知目標的微波輻射強度來獲取目標的參數。微波遙感可以觀測被雲層覆蓋的景物，獲得的圖像具有鮮明的立體感，因此被廣泛應用於地圖學研究。