イメージングエリプソメトリーは、基本的に通常のエリプソメトリーと同じデータ解析手順を適用しています。測定されたΔおよびΨマップから抽出された値は伝達量として機能し、そこから目的の物理的なサンプル特性（例えば、層厚、屈折率、吸収など）が計算されます。一般的に、これらの値は未知のサンプル特性を浮動パラメータとして含むサンプルモデルから計算することで得られ、測定データとの比較を行う。回帰分析をもちいることにより，計算されたモデルと測定データの最もよく一致する物理パラメータを得ることができ、最終的な測定値とするができる。（図1）．

さらに、（ハイパースペクトルの）ΔおよびΨマップ自体にも、非画像測定では見ることができない試料表面の構造情報を得ることができます。このため、エリプソメトリーデータ解析と顕微鏡やハイパースペクトルイメージングの画像解析ツールとの組み合わせが可能です：

• ΔおよびΨマップ全体では、物理的なサンプル特性の画像に変換することができます。例えば、測定された表面全体の膜厚の分布を示す画像です（図2）。
• ヒストグラム、断面図、ラインプロファイルのようなツールは、構造の不均一性の可視化、測定値分布の評価、ステップ状やグラデーションの表面構造（例：膜厚のステップとグラデーション：図3）を区別するのに役立ちます。
• 測定後に任意の画素群のスペクトルを抽出することで、測定したサンプル表面の異なる部分の膜厚や材料特性を個別に分析することも可能です（図4）。
• 例えば、画像そのものから通常のエリプソメトリー（非画像処理）において、解析結果に影響を及ぼすような洗浄の残留物質や損傷などの予想外の表面特性を発見することもあります。