Kaksiulotteinen (2D) kuvankäsittelyohjelma on suunniteltu toimimaan 2D-kuvilla kolmiulotteisten (3D) kuvien sijasta, joilla on eri akselit. Yksi 2D -kuvankäsittelyn tehtävistä on manipuloida kuvaa joko suodattimen kautta tai tekemällä kuvaan muita muutoksia. Toinen osa 2D -kuvankäsittelyä on kuvan analysointi, joka voi olla yhtä spesifinen kuin pikselianalyysi tai laajempi väri- tai valoanalyysi. Kun muutos tai analyysi tehdään, kuvaprosessorin on tuotettava nämä muutokset, jotta ne näkyvät tietokoneen näytöllä, tai se voi tehdä raportin itse kuvasta.
Jos joku ottaa valokuvan tosielämän alueesta, alue on kolmiulotteinen, mutta kuva on vain 3D. Tämä johtuu siitä, että kuvassa on vain X- ja Y-akseli, kun taas 2D-tietokonekuva on ohjelmoitu X-, Y- ja Z-akseliksi. Vaikka 3D -kuvankäsittelyohjelmissa voi olla joitain 2D -ominaisuuksia, ne on ensisijaisesti tehty toimimaan kuvien kanssa, joissa on vain kaksi akselia. Kuvia voidaan lisätä ohjelmaan digitaalikameran avulla, joka pakkaa kuvan automaattisesti toimivaksi tiedostoksi, tai skannerin kautta.
Manipulointi on yksi 2D -kuvankäsittelyn päätehtävistä. Tämä voi olla mikä tahansa muutos, kuten piirtäminen kuvaan, värin vaihtaminen, tekstin lisääminen tai liukuvärin lisääminen. Monet muutokset tehdään suodattimen avulla, joka kulkee pikselien läpi ja muuttaa niitä. Esimerkiksi seepiasuodatin ottaa alkuperäisen kuvan värit ja muuttaa ne punaruskeaksi.
Analyysi on toinen 2D -kuvankäsittelyn tuontitoiminto. Analysoimalla kuvaa käyttäjä voi pystyä paljastamaan piilotetut tiedot tai tyhjentämään kuvan katselun helpottamiseksi. Esimerkiksi lääketieteellinen kuvankäsittely tuottaa korkeakontrastisia kuvia verisuonten ja luiden tarkastelun helpottamiseksi; meteorologit käyttävät suodattimia valon ja tuulen muuttamiseen näkyväksi väreiksi, jotta he voivat analysoida säätä. Tämä auttaa käyttäjää näkemään asioita, joita ihmissilmä ei voi havaita, ainakaan ei helposti.
Kun kuva on muutettu tai analysoitu, se on tulostettava. Jos näyttöä tarvitaan, 2D -kuvankäsittelyohjelma näyttää muutokset näytöllä. Raportin tulostus luo tekstiraportin siitä, mitä muutettiin tai löydettiin käsittelyn aikana; jos esimerkiksi 193. pikseli muutettiin punaisesta vihreäksi, raportti korostaa sitä.