光学遥感器的关键特性主要体现在三个主要方面，它们共同塑造了其性能和功能。首先，光谱特性是遥感器的核心特性，它决定了能观测的电磁波谱范围，包括各通道的中心波长。在传统的照相胶片型遥感器中，这取决于胶片的感光特性和滤光片的透射特性；而在扫描型遥感器中，探测元件和分光元件的特性起决定性作用。
其次，辐射度量特性涉及遥感器的精度和动态范围。精度包括测量亮度的绝对精度和相对精度，动态范围是最大可测量信号与最小可检测信号的比例。信噪比，即信号功率与噪声功率的比值，也至关重要。此外，模拟信号到数字信号的转换过程中，量化等级和量化噪声也是衡量这一特性的重要参数。
最后，几何特性描述的是遥感器获取图像的几何学特征。视场角，也称为立体角或FOV，表示遥感器能感光的空间范围，与相机或扫描仪的视角扫描宽度相仿。瞬时视场，或称IFOV，代表探测系统在某一时刻的辐射通量，它决定了遥感器的空间分辨率，即最小可分辨目标的尺寸。波段间的配准则是衡量不同波段图像位置偏差的指标。
遥感器是用来远距离检测地物和环境所辐射或反射的电磁波的仪器。