El procesamiento de imágenes de Fourier normalmente descompone una imagen al representar cada componente como si fuera parte de una frecuencia. Los puntos de la imagen generalmente se identifican por su ubicación en columnas y filas, mientras que el procesamiento matemático se realiza típicamente en base a una onda de frecuencia gráfica. Las ubicaciones físicas de las partes de la imagen suelen ser la entrada. Para la salida, las computadoras suelen utilizar algoritmos de procesamiento de imágenes llamados transformadas de Fourier para el análisis, filtrado, compresión y reconstrucción de imágenes. Estas operaciones en el procesamiento de imágenes de Fourier se realizan normalmente mediante el uso de una serie de fórmulas matemáticas.
Las posiciones verticales, arriba y abajo, y horizontales que atraviesan, generalmente se contabilizan numéricamente. Los algoritmos de procesamiento de imágenes se pueden utilizar para transformar las columnas verticales y las filas horizontales en representaciones equivalentes de cada sección de la imagen. Algunas partes de una imagen se representan a bajas frecuencias, mientras que otras corresponden a patrones de alta frecuencia; se puede formular una imagen diferente de un circuito microscópico, por ejemplo, para mostrar la magnitud, fase u otro aspecto de las frecuencias. La magnitud en el procesamiento de imágenes de Fourier generalmente define la cantidad de cierta frecuencia que hay, mientras que la ubicación de cada tipo se puede mostrar por la fase.
El hecho de que una imagen sea clara o borrosa puede afectar la representación resultante después del procesamiento de la imagen de Fourier. Los bordes de una imagen a menudo también afectan los patrones, mientras que las formas, como las letras, a veces muestran patrones característicos con el filtrado de imágenes. Una imagen con muchos objetos de la misma forma y tamaño puede formar un patrón simétrico, mientras que los objetos menos simétricos tienden a crear una estructura menos definida en el procesamiento de imágenes de Fourier.
Las técnicas relacionadas con este tipo de tecnología de procesamiento de imágenes incluyen la difracción óptica. Es una técnica común de procesamiento de imágenes de Fourier y, a menudo, es el comienzo del análisis y procesamiento de imágenes. La difracción óptica se ha utilizado a veces para analizar información estructural en muestras biológicas, por ejemplo. El proceso generalmente implica el uso de un láser y un instrumento llamado difractómetro óptico en un laboratorio científico. Las aplicaciones de procesamiento de imágenes relacionadas pueden incluir inspección visual de fotografías de microscopios, análisis de cristales y reconstrucción tridimensional.
El filtrado óptico es otra forma de procesamiento de imágenes de Fourier, que generalmente se realiza en imágenes con elementos que se pueden dividir por líneas rectas para producir componentes idénticos. Las perturbaciones, llamadas ruido, se pueden eliminar de las imágenes para hacer que las imágenes microscópicas sean más claras. El procesamiento de imágenes de Fourier también se aplica a menudo a imágenes en movimiento, hasta 30 fotogramas por segundo; el tiempo que lleva completar dicho procesamiento generalmente depende de la velocidad de la computadora.