数字图像相较于模拟图像具有以下三个主要优点：
再现性好：
数字图像在存储、传输或复制过程中不会因变换操作而导致图像质量退化。只要图像在数字化时准确地表现了原稿，则数字图像处理过程始终能保持图像的再现性。
处理精度高：
数字图像的精度可以非常高，目前的计算机技术可以将一副模拟图像数字化为任意大小的二维数组，每个像素的亮度可以量化为12位甚至更高，这意味着图像的数字化精度可以达到满足任一应用需求。
适用面宽：
数字图像可以来自多种信息源，包括可见光图像和不可见的波谱图像（例如X射线图像、射线图像、超声波图像或红外图像等）。这些来自不同信息源的图像只要被变换为数字编码形式后，均是用二维数组表示的灰度图像（彩色图像也是由灰度图像组合而成），因此均可用计算机来处理。
这些优点使得数字图像在许多领域，如医学影像、航空航天、计算机图形学等，都有广泛的应用。
