在传统的地基天文观测中，大气湍流会带来光束波前误差，且该误差不断变化，使观测图像存在不同程度的平移、扭曲和模糊。即使在大气视宁度极好的台址，由于大气湍流的影响，利用大口径望远镜直接成像的空间分辨本领也难以明显优于口径20厘米望远镜的衍射极限。与修正大气湍流影响的其他技术（如自适应光学技术、望远镜干涉技术等）相比，幸运成像技术可以以较低的成本、简单的设备和易实现的算法有效地提高地基中小型望远镜的空间分辨本领，使其接近或达到衍射分辨极限。图1为口径50厘米望远镜获得的幸运成像图像。

图1 利用50厘米望远镜拍摄的月球局部照片（左幸运成像，右未进行幸运成像）

获得“幸运图像”的概率与观测时的大气视宁度和望远镜口径有关。研究表明采用数毫秒，甚至更短的曝光时间，可以有效“冻结”大气湍流，从而得到接近衍射极限的图像。但是随着望远镜口径的增大，获得高分辨率图像的比例显著降低。近年来将幸运成像技术与低阶自适应光学技术相结合，在中等口径望远镜上也取得了明显的效果。图2为口径5米的海尔望远镜利用低阶自适应光学系统和幸运成像筛选10%图像，获得的半高全宽（FWHM）为35mas的星像（I波段），其分辨率比哈勃空间望远镜高约三倍。

图2 海尔望远镜利用低阶自适应光学系统和幸运成像获得的I波段半高全宽（FWHM）为35mas的星像