スペクトル感度は、信号の周波数または波長の関数として、光または他の信号の検出の相対効率である。
視覚神経科学において、分光感度は、眼の網膜における桿体細胞および錐体細胞における光色素の異なる特性を記述するために使用される。ロッド細胞は、スコッチ視力およびコーン細胞が明所視により適しており、それらが異なる波長の光に対する感受性が異なることが知られている。昼光条件下での人間の眼の最大スペクトル感度は555nmの波長であり、夜間ではピークは507nmにシフトすることが確立されている。
写真では、フィルムとセンサーは、その感度を表す特性曲線を補うために、その分光感度の観点から記述されることが多い。カメラの分光感度のデータベースが作成され、その空間が分析される。 X線フィルムの場合、スペクトル感度は、人間の視覚に関連するのではなく、X線に応答する蛍光体に適したものとして選択される。
出力が容易に定量化されるセンサシステムでは、分光感度を組み込んだ応答性を波長依存性に拡張することができます。センサシステムが線形である場合、そのスペクトル感度およびスペクトル応答性は、同様の基底関数を用いて分解することができる。システムの応答性が固定された単調非線形関数である場合、その非線形性を推定し、補正して、標準的な線形方法を介してスペクトル入出力データからスペクトル感度を決定することができる。
しかしながら、網膜の桿体および錐体細胞の応答は、非常に状況に依存する（結合した）非線形応答を有し、実験データからのその分光感度の分析を複雑にする。しかしながら、これらの複雑さにもかかわらず、光エネルギースペクトルの有効刺激への変換、すなわち光色素の励起は、非常に線形であり、スペクトル感度などの線形特徴付けは、したがって、色覚の多くの特性を記述するのに極めて有用である。
スペクトル感度は量子効率、すなわち捕獲された電子のような量子反応を波長の関数として光の量子にする確率として表されることがある。他の状況では、スペクトル感度は、量子値ではなく、1のピーク値に正規化された光エネルギー当たりの相対的な応答として表され、そのピーク波長における感度を較正するために量子効率が使用される。いくつかの線形用途では、スペクトル感度は、ワット当たりのアンペアのような単位を有するスペクトル応答性として表すことができる。