根據地物電磁波特徵產生的遙感影像特徵，反推其形成過程中的電磁波狀況的技術。遙感影像特徵是由地面反射率，大氣作用等過程形成的，如果以遙感影像為已知量，去推算大氣中某個影響遙感成像的未知參數，即將遙感數據轉變為人們實際需要的地表各種特性參數。這個過程就是遙感反演。遙感反演本質上是一個病態反演問題。
遙感的本質是反演，而從反演的數學來源講，反演研究所針對的首先是數學模型。因此，遙感反演的基礎是描述遙感信號或遙感數據與地表套用之間的關係模型，也就是說，遙感模型是遙感反演研究的對象。要進行遙感反演研究，首先要解決的問題是對地表遙感像元信息的地學描述。
遙感像元尺度上的地學描述是十分有意義的課題，由於地球表面是一個複雜的系統，對地觀測得到的遙感像元從幾米到幾公里的空間解析度，人類對地表真實性的了解需要用多種參數來描述。一般來說，遙感模型描述像元的觀測量與地表實用參數之間的定量關係。這種描述模型的精度與參數量成正比。而精確的模型需要較多的參數。因此定量遙感面臨的首要問題是對地表的精確、實用的地學描述。對這裡所說的地學描述應該有兩個方面的要求，第一是精確性，即對地學描述模型的精度要求，精確的模型具有科學性和定量性；第二是實用性，即地學描述模型參數的套用性，建立模型需要考慮遙感與套用的銜接，由於模型反演精度常受到數據源的限制，要注意發揮多種數據組合的優勢。
遙感像元尺度上的地學描述是十分有意義的課題，由於地球表面是一個複雜的系統，對地觀測得到的遙感像元從幾米到幾公里的空間解析度，人類對地表真實性的了解需要用多種參數來描述。一般來說，遙感模型描述像元的觀測量與地表實用參數之間的定量關係。這種描述模型的精度與參數量成正比。而精確的模型需要較多的參數。因此定量遙感面臨的首要問題是對地表的精確、實用的地學描述。對這裡所說的地學描述應該有兩個方面的要求，第一是精確性，即對地學描述模型的精度要求，精確的模型具有科學性和定量性；第二是實用性，即地學描述模型參數的套用性，建立模型需要考慮遙感與套用的銜接，由於模型反演精度常受到數據源的限制，要注意發揮多種數據組合的優勢。
