Disciplina dins de l'àmbit del processament general d'imatges digitals que té com a finalitat millorar la interpretabilitat o la percepció visual de les imatges, o proporcionar un producte millor per a altres procediments digitals que calgui aplicar posteriorment.

Entre els abundants procediments de millorament d'imatges d'utilitat principal per a l'anàlisi visual d'imatges en teledetecció, els més freqüents són els relacionats amb la modificació del contrast i el realçament de contorns, seguits d'altres tipus de filtratges digitals, la supressió de soroll o la creació de noves bandes per combinació de diverses de les originals, com per exemple en la fusió d'imatges. Entre aquests processos molts no tenen una natura global sobre la imatge, cosa que els pot fer no adequats per a un processament digital com ara una classificació, ja que sovint es perd l'homogeneïtat horitzontal de la informació. Alhora, l'aplicació de certs processos de millorament sobre imatges que contenen soroll no prèviament suprimit (bandat, errors puntuals dels detectors, etc.) pot provocar un realç del soroll i, per tant, un empitjorament de la imatge.

Les tècniques de millorament d'imatges es poden aplicar en el domini espacial (operen directament en els píxels) o en el domini de la freqüència (operen en la transformada de Fourier² de l'escena).