偏振成像可以獲取目標的空間、光強以及偏振信息，由目標物體發出或反射的光線攜帶的偏振信息，可以用來推斷出目標物體的物理性質，包括折射率、表面粗糙度、介電常數等各種信息，為目標探測提供更準確的信息保障。通過獲取偏振信息的方式不同，可以將偏振成像技術分為以下幾類。

分時型偏振成像技術

此方法主要特征是偏振元件發生旋轉，其原理是利用旋轉的偏振元件來回通過成像光路，將入射光線進行偏振調制，達到分時獲取目的。最后根據得到的偏振圖像復原出斯托克斯信息。該技術發展較早，技術成熟，并且結構相對簡單成本較低，由于是分時獲取，導致系統的實時性探測能力較差，運動部件的加入也導致系統精度低的缺點。

分振幅型偏振成像技術

此方法是通過利用多通道成像的方式進行探測，利用分束器將入射光分離，將偏振光學系統和成像部件加到每條支路中，每個支路上的延遲器均不同，由此便可以探測到不同的偏振信息，最后再將得到的圖像復原即可獲取斯托克斯偏振圖像。該技術是同時獲取不同支路的偏振信息，具有較好的實時性、并且空間分辨率較高，但由于需要多條支路導致系統結構復雜、裝調較為困難，各個支路的定標精度要求較高。

分孔徑型偏振成像

該方法是利用前置光學系統將入射光線分為不同的孔徑，每個孔徑為一個單獨的支路，不同支路利用不同的偏振探測器來測量，最后使用同一探測器接受像面上的四幅圖像。該方法實時性較好，但是由于采用同一焦平面探測器導致系統空間分辨率降低，同時系統體積較大。

分焦面型偏振成像

該技術利用微光學偏振透鏡陣列在焦平面上集成圖像，目標完整的Stokes 信息則用探測器獲取。該技術具備較好地實時性、系統體積輕便小巧，但是由于引入微偏振透鏡陣列的緣故，導致空間分辨率有一定程度的降低，同時會涉及到單個像元之間的配準問題，對該結構的加工工藝也是一個巨大的考驗。

快照式偏振成像

該技術將傳統的偏振控制元件由靜態雙折射棱鏡替換，在光學系統中間加入四個雙折射棱鏡使探測器上疊加許多包含Stokes 矢量信息的條紋，經過算法復原其斯托克斯參數，該方法實時性好，一次曝光便可以得到目標的全部偏振信息，并且其空間配準能力好，缺點是損失空間分辨率。

強度調制型偏振成像

該技術通過在傳統的光學系統中加入偏振控制模塊進行目標光偏振信息的獲取，由兩個多級波片和一個線偏振片構成PSIM 模塊，對入射光線進行強度調制，再配合特定的復原方法，即可在光強信息中解算出偏振信息，該技術有著實時性好，系統無活動部件，結構簡單，全斯托克斯矢量測量等優點，但是由于其反演方法的原理性問題會損失偏振光譜分辨率。