高光譜成像儀是天宮一號搭載的有效載荷之一。高光譜成像儀由中科院長春精密機械與物理研究所和上海技術物理研究所共同研制，是目前我國空間分辨率和光譜綜合指標較高的空間光譜成像儀。在軌運行期間，多個應用單位利用它的“火眼金睛”開展了地質調查、礦產和油氣資源勘查、森林監測、水文生態監測、環境污染監測分析等，取得了豐碩的成果。
“在天宮一號目標飛行器上安排高光譜遙感對地觀測，主要是利用高光譜成像儀“圖譜合一”的特點以及在地表覆蓋識別能力、蘊含地物光譜信息等方面優勢，有針對性開展研究。
在林業方面，高光譜成像儀在森林覆蓋制圖與變化監測方面有廣闊的應用前景。由于空間遙感可以獲得較大范圍的數據，因此利用遙感數據可較好地估算森林的生物量和碳儲量。高光譜成像儀在森林防火中發揮著重要作用，天宮一號高光譜成像儀可同時獲取不同波譜范圍的數據，更好地滿足我國森林防火預警撲救的需求。
海洋遙感是20世紀后期海洋科學取得重大進展的關鍵技術之一。國家衛星海洋應用中心對天宮一號高光譜遙感數據進行解譯、信息提取，用于海岸帶信息與海冰信息監測，同時針對土地利用、濱海濕地、潮間帶、岸線變遷、保護區、石油平臺監測等信息進行了制圖。
在數字化土地利用監測方面，目前大多光譜數據由于受空間、光譜分辨率等限制，難以滿足現實需要。天宮一號高光譜成像儀具有較高光譜分辨率，在類別細分方面具有一定優勢。天宮一號高光譜數據分類結果更精細，可清晰識別出主干道、細小河流、田塊邊界等。
6月中旬，我國將擇機發射神舟十號飛船，與天宮一號目標飛行器繼續實施交會對接試驗。神十任務結束后，還會安排開展高光譜成像儀相關專題應用，比如湖泊生態監測、青藏高原監測以及城市環境監測等。
