L'imagerie hyperspectrale a démontré son intérêt pour la caractérisation des propriétés biochimiques, biophysiques et structurelles de la végétation, des sols naturels et agricoles ainsi que des surfaces artificialisées. A la suite de la mission Hyperion, de nouvelles missions spatiales ont vu le jour (PRISMA, EnMAP), ou sont en phase d'étude (SBG, CHIME). Ces spectro-imageurs ont une résolution spatiale au sol de l'ordre de 30 m, un large champ de vue et peuvent couvrir de vastes zones du globe terrestre afin de caractériser les écosystèmes terrestres et océaniques avec un temps de revisite variant de 4 à 16 jours. Néanmoins, leur résolution spatiale est limitée ce qui induit un nombre important de pixels mixtes réduisant leur potentiel de discrimination pour des zones hétérogènes. La mission BIODIVERSITY a pour objectif de compléter ces missions par des acquisitions de meilleure résolution spatiale (typiquement 8-10 m) avec une revisite de l'ordre de 5 jours sur des sites de référence ciblés possédant des caractéristiques identifiées et bien localisées. Elle permettra ainsi de répondre à deux problématiques scientifiques qui vont dimensionner l'instrument. La première problématique porte sur la distribution spatiale et temporelle des traits de la végétation dans les assemblages d'espèces ; ces traits sont associés à la résilience des écosystèmes terrestres, aux influences anthropiques et à la biodiversité des écosystèmes en termes de composition et d'assemblages en espèces. La seconde problématique porte sur l'amélioration de nos connaissances des zones côtières et des eaux continentales en termes de biodiversité, de qualité des eaux et de bathymétrie, pour ensuite évaluer l'impact de l'activité anthropique sur leurs écosystèmes. Enfin, ces deux applications qui déterminent les spécifications de l'instrument seront complétées par l'étude, à fine résolution spatiale, de l'impact des pratiques de gestion des sols dans un processus environnemental tels que le stockage du carbone dans les sols, l'infiltration et la rétention d'eau en surface ou l'érosion des sols. Elles ouvrent également de nouvelles voies pour évaluer comment les matériaux urbains influencent notre environnement proche et pour caractériser les pollutions urbaine et industrielle. Les défis scientifiques ainsi que les exigences-utilisateurs pour une telle mission sont présentés pour chaque application.