本发明公开了一种光路结构、图像光谱仪及光谱特性处理方法，光路结构包括入射狭缝、准直聚焦镜、分光光栅以及取光镜头，准直聚焦镜具有弧形凹面，取光镜头位于弧形凹面一侧且正对布置；入射狭缝和分光光栅相对设置于取光镜头的两侧且均倾斜布置；入射狭缝发出的光线倾斜入射至弧形凹面上，弧形凹面将光线转换成准直的平行光，并倾斜入射至分光光栅，分光光栅将平行光色散成多种波长大小的光谱图像，并反射回准直聚焦镜的弧形凹面，弧形凹面将光谱图像成像至取光镜头。本发明采用对等复用光路结构，入射和出射使用同一组大面积聚焦镜，使得最终成的色散光谱的光谱图像线性分布，能形成对等的光谱分辨率，非常有利于后面的面阵传感器的成像。