圖像分析（image analysis）和圖像處理（image processing）關係密切，兩者有一定程度的交叉，但是又有所不同。圖像處理側重於信號處理方面的研究，比如圖像對比度的調節、圖像編碼、去噪以及各種濾波的研究。而圖像分析更側重於研究圖像的內容，包括但不局限於使用圖像處理的各種技術，它更傾向於對圖像內容的分析、解釋和識別。因而，圖像分析和計算機科學領域中的模式識別、計算機視覺關係更密切一些。
圖像分析一般利用數學模型並結合圖像處理的技術來分析底層特徵和上層結構，從而提取具有一定智能性的信息。
圖像分析研究的領域一般包括：
- 基於內容的圖像檢索（CBIR-Content Based Image Retrieval）
- 人臉識別（face recognition）
- 表情識別（emotion recognition）
- 光學字符識別（OCR-Optical Character Recognition）
- 手寫體識別（handwriting recognition）
- 醫學圖像分析（biomedical image analysis）
- 視頻對象提取（video object extraction）
