Công việc đầu tiên trong hợp nhất hai khối ảnh là lựa chọn một không gian đặc điểm làm gốc. Không gian này miêu tả những nét chung chia sẻ giữa hai khối ảnh. Nó có thể có nhiều dạng, trong đó tồn tại một số bất kỳ về cách thức thể hiện một ảnh. Không gian này có thể là tập hợp của những thành phần sau : những giá trị cường độ thô; những đặc điểm bên trong ảnh như các mép, đường viền, đường biên và hình dạng; những đặc điểm cao cấp hơn bao gồm giao điểm của các đường thẳng hay điểm uốn cực đại; hay những đặc điểm xác định như moment quán tính và tâm khối.
Có một số điểm cần được đề cập khi lựa chọn một không gian đặc điểm. Trước tiên là phải xem xét độ nhạy của đặc điểm tạo ra thông tin. Nếu suốt quá trình thu nhận ảnh, một ảnh được hạn chế lỗi do nhiễu hay sai số hình học, sẽ có ảnh hưởng tốt đến chất lượng của không gian đặc điểm suốt quá trình hợp nhất. Trong trường hợp đó, một vài đặc điểm có thể trở nên không cần thiết nếu chúng không đưa ra được sự khác biệt giữa thông tin đặc điểm liên quan và dữ liệu bị lỗi. Ví dụ như tính toán khối tâm sẽ bị ảnh hưởng khi có sự tác động của nhiễu trắng vì đây là một phép đo cầu phương, trong đó các đặc điểm cấp thấp như đường thẳng và mép có thể giúp tăng ưu thế vì nguồn gốc của chúng dựa trên một miền xác định hơn.
Bên cạnh độ nhạy, cũng cần phải xét đến giá trị tính toán để thể hiện đặc điểm. Những đặc điểm đơn giản như giá trị cường độ thô được quan tâm nhiều bởi vì chúng cung cấp những thông tin tối cần thiết nhất về 1 ảnh trong một hình thức có giá trị trực tiếp. Khi độ phức tạp của không gian đặc điểm gia tăng, thì qui trình tiền xử lý các đặc điểm thu được từ ảnh cũng phải được tăng cường. Ví dụ, trước khi xác định moment quán tính, đòi hỏi phải lọc nhiễu ảnh. Khi nhận dạng một vật thể từ ảnh nền, đòi hỏi phải tăng độ tương phản nhằm tăng cường những thay đổi về những thành phần cường độ trong vùng khảo
sát. Trước khi thể hiện những mép và đường viền, cần thiết phải làm nổi bật chúng bằng cách làm tăng độ nét của ảnh và tách mép. Việc phân đoạn ảnh có thể cần dùng để cô lập một không gian đặc điểm được tạo ra từ hình dạng. Như vậy, có thể nhận thấy rõ rằng có nhiều hình thức để biểu hiện một không gian đặc điểm cho một ảnh.
Tuy nhiên, có những lúc cần phải có những đặc điểm phức tạp. Thông tin thu được từ một đặc điểm phức tạp có thể liên quan nhiều hơn hoặc có chất lượng hơn trong việc xác định điểm tương đồng giữa hai ảnh. Việc tính toán chất lượng này sẽ được đề cập trong phần xác định sự tương đồng.