多光谱探测技术，属于非接触式感知目标的探测方式，其理论基础是物质波谱特性的唯一性。水下多光谱探测技术因其在水下探测领域的应用，成为人们研究的热点。本论文针对水下多光谱探测技术开展了一系列研究工作，重点是对水下多光谱探测原理验证实验装置和探测过程的研究。本论文首先通过对多光谱探测技术进行概述与总结，在遥感多光谱探测系统的基础上，设计了水下多光谱探测系统方案，构建了原理验证性实验系统。该实验系统由发射模块、水下探测模块和接收模块组成，依据水下多光谱探测技术的相关要求，完成了各模块的设计与选型。实验系统搭建后，本论文针对水下典型目标，选取具有代表意义的属于无机物的石头和属于有机物的水草作为探测目标进行了实验，实验共选用了三组不同颜色石头和一类水草，通过多种实验手段，获得了各个目标的多幅光谱图像。然后依据实验获得的光谱图像，选择了相应的图像分析方法，主要对图片代表信息量大小的熵值，表征图片平均亮度的灰度均值，以及说明灰度值偏离灰度均值程度的方差这三个量进行分析。最后本论文对这些量的不同取值进行了对比与分析，结果表明同一目标探测环境或探测波段发生改变时，其光谱特性出现差异；同属无机物的三组石头，探测条件与探测波段相同，光谱特性也不一致；颜色接近的绿色石头与有机水草叶子，同等条件下，光谱差异明显。本论文从实验方面验证了采用多光谱探测技术对于水下目标进行识别的可行性。