モノクロイメージセンサーは、ベイヤーカラーセンサーと比較して焦点面に投影された光をサンプリングするピクセル数が2～4倍多いため、カラーセンサーよりも空間解像度が高いと直感的に考えるかもしれない。
狭帯域光源を使用している場合、または光を狭帯域にバンドパスフィルターでフィルタリングし、レンズをその光源またはバンドパスフィルターの波長に焦点を合わせている場合は、モノクロセンサーの解像度が向上します。これは、狭帯域光源やバンドパスフィルターは、カラーフィルターアレイのフィルターよりも周波数範囲が狭いことが多いという事実によって裏付けられます。
しかし、広帯域光源下で撮影する場合、レンズに色収差という光学現象が存在すると、焦点が合っていない（軸上色収差／縦方向色収差）または空間的にずれている（横方向色収差）異なる波長の光が混ざり合う可能性があります。この場合、ベイヤーRAW画像をデモザイク／デベイヤー処理して異なるカラーチャンネルを分離することで、カラーカメラは以下のような方法でMTF値を向上させることができます。
横色収差については、カラー画像処理プロセッサが横色収差補正を行い、波長に基づくレンズの倍率の違いを補正するために、異なるカラーチャンネルの倍率を幾何学的に互いに整合させる。
軸上/縦方向の色収差については、 輝度チャネルのMTFを使用し、計算ではレンズが理想的に焦点を合わせる中周波数の緑色波長（約500～570nm）を優先し、焦点がそれほど良くない青色と赤色のチャネルには低い重み付けをします。
モノクロセンサーを利用することには、カラーモアレやフリンジが発生しないこと、量子効率やSN比が高いことなど、他にも利点があるが、モノクロセンサーの方が鮮明な画像が得られるケースは限られている。