Durch physikalische Gesetzmäßigkeiten ergibt sich, dass das von einer gesunden Pflanze abgegebene Licht eine charakteristische, spektrale Signatur besitzt. Wird eine Pflanze krank, oder steht sie zum Beispiel unter Trockenstress, verändert sich die spektrale Signatur. Der Vergleich der spektralen Signatur ermöglicht so die Differenzierung zwischen einer gesunden und einer unter Stress stehenden Pflanze.
Je nach Aufbau und Funktion der verwendeten Sensoren können unterschiedliche Veränderungen im Pflanzenbestand erkannt werden, oftmals sogar bevor man sie mit den eigenen Augen, zum Beispiel bei einer Feldbegehung, erkennen könnte.
Das Verfahren funktioniert analog zu RGB-Bildern auch mit Daten von Multispektral- und Thermalkameras.
Zur Sichtbarmachung der Veränderungen gibt es verschiedene Vorgehensweisen, wie mit den gewonnenen Rohdaten umgegangen werden kann. Die Einfachste, das Berechnen von Vegetationsindizes, wird im Folgenden erläutert. Hierfür sind Daten einer Multispektralkamera erforderlich.