我们知道，基本的三原色可以根据不同的比例合成成其他颜色。例如，黄色可以从红色和绿色中混合出来，但这种混合颜色不具有真正的单波长黄色的光谱特性。混合光的颜色和单波长光的颜色看起来相同，但两者的光谱不同。超小型光谱传感器可以匹配颜色和光谱，消除同色异谱的误差。颜色检测是光谱传感器被广泛使用的一种场景。它在工业和医疗场景中非常实用，特别是在医疗诊断的方向上。
超小型光谱传感器的外壳配备有用于接收测量辐射的入射孔径。在入射孔径后面的辐射路径中，光学设备将人的光束分成几个滤波器，这些滤波器具有不同的光谱透射范围。超出这些范围，它们是反射性的。辐射敏感元件安装在这些滤波器后面部分光束的辐射路径中。滤光器的光轴和入射光束是平行的。光学器件的反射镜彼此相对倾斜，并且它们对被测光束的光谱范围具有高度反射性。光学装置是一个金字塔，它有一个对角的底面，其边缘的数量与滤光器的数量相对应。
超小型光谱传感器多光谱成像系统利用多个光波长，而不是通常用于红外成像的准单色照明。正交线性偏振配置强调多光谱光可以穿透皮肤表面。然后，在穿过光之前，图像阵列皮肤上出现多个散射事件。为了避免红外光学现象，多光谱成像传感器可以比红外传感器从手指收集更多的数据。
